Surface Splatting

Université de Bordeaux I

DESS IMM

Synthèse d’images

Morgan BachelierMatthieu Mauny

Introduction

Images provenant de scanner 3D Grand nombre d’échantillons

Approches classiques Maillage triangulaire (polygon rendering)

+ réduction de maillage Représentation par point (point rendering)

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Introduction

Surface Splatting =

Point Rendering + Texture Filtering

Basé sur le filtre EWA (Elliptical Weighted Average filter)

Etendu en filtre EWA de l’espace écran(screen space EWA filter)

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Plan

Texturing

Le Filtre EWA de l’espace écran Principe Algorithme Hardware Accelerated EWA

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Texturing

Méthodes classiques de rendu de polygones : Coordonnées de textures stockées pour

chaque sommet (glTexCoord(...) glVertex(…))

Le moteur graphique combine les transformations :

espace texture (2D) espace objet (3D) espace écran (2D)

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Texturing

Impossible avec les objets à base de points A chaque surfel est associé une couleur wk On ajoute une fonction de reconstruction 2D

gaussienne :

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Texturing

Comment obtenir wk ? Directement à partir du scanner 3D Calculé à partir d’une texture

En projetant les surfels dans l’espace texture

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plan tangent au surfel

Texturing

Surface Element (Surfel)

information non connexe ni texture maps, ni normal maps

x

z

y

normale

Filtre de reconstruction 2D

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Texturing

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Texturing

Avec / sans filtre de reconstruction

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Le Filtre EWA de l’espace écran

Principe Projette une fonction gaussienne à partir de la

surface de l’objet sur le plan de l’image Convolution de l’ellipse avec un filtre gaussien

passe-bas

filtre de ré-échantillonnage Résultats cumulés dans l’espace écran

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Le Filtre EWA de l’espace écran

AlgorithmePour chaque point p[k] {

projeter p[k] dans l’espace écran;

déterminer le filtre de ré-échantillonnage rho[k];

splat rho[k];

}

Pour chaque pixel x dans le frame buffer {

shade x;

}

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Projeter dans l’espace écran

Plan tangent

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Projeter dans l’espace écran

espace écran espace objet

y

z

x

filtre de

reconstruction

du surfel

filtre de reconstruction déformé

y

x

déformation

aliasing

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Déterminer le filtre de ré-échantillonnage

filtre de reconstruction

déformationespace écran espace objet

filtre de ré-échantillonnagede l’espace écran

EWA Splat = filtre passe-bas filtre de reconstruction déformé

filtre de reconstructiondéformé

filtre passe-bas

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Hardware Accelerated Ewa

Phase 1 Visibility Splatting

Objectif : Calculer une image des profondeurs pour aider au lissage des contours.

Remplir le Z-Buffer grâce à des quads opaques.

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Hardware Accelerated Ewa

Phase 2 Utilisation de polygones texturés

Calcul de la taille du parallélogramme représentant le surfel. (dans le vertex buffer)

On projette une texture semi transparente sur le surfel.

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Hardware Accelerated Ewa

Résultats

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Conclusion

Splatting + simple à implémenter que rendu par polygones

Pas de liens entre les infos meilleure traitement en //

Hardware Accelerated EWA utilise GPU + que CPU amélioration GPU + rapide que CPU CPU peut gérer IA, collisions…

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Reference

Surface Splatting 2001 Matthias Zwicker Hanspeter Pfsiter Jeroen Van Baar Markus Gross

ObjectSpace EWA Surface Splatting 2002 Liu Ren Hanspeter Pfsiter Matthias Zwicker