GT Rendu

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Site : http://gtrendu.blogspot.fr/

Responsables : Guillaume Gilet (XLIM, Limoges), David Vanderhaeghe (IRIT, Toulouse)
Anciens Responsables : Jean Philippe Farrugia (LIRIS), François Rousselle (LISIC)
Mots-clés : rendu photo réaliste, simulation de l’éclairage et d’effets lumineux, rendu inverse, rendu expressif, rendu artistique, réalité augmentée, rendu temps réel, rendu basé image.

Liste des journées du groupe de travail

Pour animer la communauté scientifique du rendu et diffuser ses travaux, une à deux journées thématiques annuelles sont organisées dans le cadre de ce groupe de travail. Ces journées réunissent entre 30 et 40 chercheurs représentatifs de la communauté française à chaque édition.

  • 16 Février 2017 : Paris (Telecom Paris Tech)
  • 11 Février 2016 : Paris (Ecole des Mines de Paris) - 31 participants
  • 10 juin 2015 : Paris (LTCI - Telecom Paris Tech) - 63 Participants
  • 12 juin 2014 : Paris (LTCI - Telecom Paris Tech) - 22 participants
  • 17 octobre 2013 : Paris (LTCI - Telecom Paris Tech)
  • 8 mars 2013 : Paris (LTCI - Telecom Paris Tech)
  • 19 mars 2012 : Paris (LTCI -Telecom Paris Tech)
  • 6 octobre 2011 : Paris (LTCI -Telecom Paris Tech)
  • 8 octobre 2010 : Paris (LTCI - Telecom Paris Tech)
  • 5 mars 2010 : Paris (LTCI - Telecom Paris Tech)
  • 2009 : Marne la vallée et Paris, deux réunions
  • 2008 : Mulhouse
  • 2006 : Lyon
  • 2005 : Bavay (Valenciennes) En liaison avec l’action AS rendu interactif et patrimoine virtuel.
  • 2004 : Poitiers

Objectifs

L'un des axes fondamentaux de la recherche en Informatique Graphique concerne l'étude des techniques mises en œuvre pour générer une image par ordinateur, que ce soit à partir d'une scène tridimensionnelle définie de manière virtuelle en simulant le comportement de la lumière (rendu photoréaliste) ou cherchant à créer/reproduire un style artistique (rendu non photoréaliste ou expressif), ou qu'il s'agisse de (re-)créer l'image d'une scène tridimensionnelle réelle acquise de manière numérique par un ensemble de capteurs, éventuellement associée à des objets virtuels. L’adjonction d’une contrainte de temps forte dans la génération des images afin de permettre une interaction en temps réel avec l’environnement virtuel a conduit à adapter ces techniques regroupées sous l’appellation « rendu temps réel ». Toutes ces approches possèdent, sur de nombreux points, une problématique, des modélisations mathématiques et des solutions algorithmiques communes, ce qui justifie de les réunir.

Historique

Le développement technologique des périphériques d’affichage en informatique, permettant de visualiser des images de plus en plus précises, et les besoins sociétaux de communication visuelle, dans l’industrie ou le divertissement, ont été les moteurs principaux du développement et de l’émergence de la problématique scientifique du rendu. Au début, très géométriques, pour la détermination des surfaces visibles, la discrétisation de courbes et le remplissage de surface, les thématiques scientifiques du rendu ont évoluées vers des approches liées à la physique de la lumière et de la physiologie de la perception. Les objectifs sont passés d’un besoin d’affichage à un besoin d’immersion visuelle. Le processus de production d’images répondant à ce besoin d’immersion visuelle, immersion nécessitant d’une part des images de grande qualité et d’autre part une visualisation interactive, a depuis servi de guide pour la recherche en synthèse d’images.

Les chercheurs ont ainsi poursuivi deux objectifs antagonistes : augmenter le réalisme et diminuer le temps de calcul. Cette dernière contrainte est primordiale dans certains contextes comme la réalité virtuelle où il est nécessaire de calculer et d’afficher une suite d’images à une cadence suffisamment élevée pour reproduire des mouvements ou des changements dans la scène sans que la perception humaine ne détecte de discontinuité. Cette branche du rendu, nommée «rendu temps réel», occupe aujourd’hui une place importante dans la communauté informatique graphique, principalement sous l’impulsion d’industriels issus du divertissement grand public et du jeu vidéo. Parallèlement à la quête du réalisme, les chercheurs en rendu ont aussi développé des techniques visant à produire des images ayant des caractéristiques visuelles adaptées au besoin de communication et correspondant à des approches de dessin artistique ou de dessin technique, il s’agit alors de rendu non photoréaliste ou de rendu expressif. En plus d'obtenir une image de qualité, la place de l'utilisateur dans le processus de création d'images numériques est une question de fond dans bien des problèmes de rendu. Quels moyens de contrôle donner aux créateurs d'images ? Cette question trouve des réponses dans les travaux de recherche mais reste ouverte. Les moyens d'interaction et la finesse du contrôle vont dépendre de l'expertise de l'utilisateur et du temps qu'il peut consacrer.

Enfin, une autre voie a émergé ces dernières années, indépendante des problèmes de calcul d’éclairement. Les dispositifs de numérisation et de création de contenus sont de plus en plus performants et accessibles, autorisant ainsi la création de nombreux modèles d’objets extrêmement détaillés, en géométrie mais aussi en aspects de surface. Afficher une scène constituée de ce type d’objets pose des problèmes d’accès aux données (qui ne tiennent généralement pas en mémoire) ainsi que de filtrage et de préservation d’apparence globale. La notion de niveaux de détails est prépondérante dans ce cas. Les applications sont multiples, depuis la visualisation scientifique jusqu’aux mondes virtuels et à la génération procédurale. Pour avancer dans cette direction, une approche globale intégrant modélisation géométrique et rendu est alors nécessaire.


Activités scientifiques

D'un point de vue scientifique, on peut résumer les problèmes qui découlent de ces objectifs de la manière suivante :

  • Obtenir des images réalistes consiste à réussir à comprendre et à prendre en compte la plupart des phénomènes lumineux intervenant dans la création de celle-ci. Une des problématiques forte concerne alors la maîtrise et la mesure des erreurs engendrées, c'est-à-dire à la fois l'adéquation entre les modèles de rendu utilisés pour générer une image et la réalité, et la maîtrise des erreurs intrinsèques au modèle.
  • Obtenir des images adaptées à la communication et à l’expression visuelle consiste à comprendre, à modéliser et à mettre en évidence les informations pertinentes à montrer sur une image pour atteindre l’objectif de communication visé.

Les modèles de rendu, réaliste ou non, deviennent de plus en plus complexes et conduisent donc à des temps de calcul de plus en plus grands. Une problématique consiste à tenter d'appliquer l'expérience algorithmique propre à la communauté d'informatique dont fait avant tout partie la synthèse d'image pour développer de nouveaux algorithmes plus performants. Un problème scientifique fondamental concerne la manipulation temps réel d'un volume de données très important. Des problèmes algorithmiques très forts restent à explorer et rejoignent les problèmes algorithmiques précédemment cités si l'on veut bénéficier de techniques de visualisation temps réel et dynamisme des données.


Equipes/Laboratoires participants

Nom complet Nom abrégé Labo, Type Tutelle(s) Responsable Contact GT Rendu
[1] Rendu Réaliste pour la Réalité Augmentée Mobile R3AM LIRIS, UMR CNRS CNRS, Lyon1, Lyon 2, ECL, INSA Victor Ostromoukhov Jean-Philippe Farrugia
[2] Groupe informatique graphique CGG LTCI, UMR 5141 Telecom ParisTech, CNRS T. Boubekeur
[3] Analyse Architecture Algorithmique et synthèse d’images A3SI LIGM, UMR CNRS 8049 CNRS, UPEMLV, ENPC, ESIEE M. Couprie Venceslas Biri
[4] FRVSense IRISA, UMR CNRS, INRIA Kadi Bouatouch Rémi Cozot
[5] Informatique Graphique et Géométrique IGG ICube CNRS, Université de strasbourg Dominique Bechnmann Jean-Michel Dischler
[6] Signal, Image, Communications SIC XLIM/SIC, UMR CNRS CNRS, Université de Poitiers C. Fernandez Daniel Meneveaux
[7] Synthèse d’images réaliste SIR XLIM/DMI CNRS, Université de limoges D. Ghazanfarpour Djamchid Ghazanfarpour
[8] Virtual object from reality to expression VORTEX IRIT, UMR 5505 CNRS, Université de Toulouse Hervé Luga David Vanderhaeghe
[9] Models and Algorithms for Visualization and Rendering Maverick LJK, UMR 5224 LJK, CNRS, Inria Rhone Alpes Nicolas Holzschuch
[10] GraphDeco GraphDeco INRIA George Drettakis
[11] ALICE ALICE LORIA, UMR 7503 LORIA, Inria Bruno Levy Sylvain Lefebvre
[12] Images et apprentissage Imap LISIC Christophe Renaud
[13] Synthèse d'images, modélisation, rendu temps réel et Jeux Vidéo LIASD, EA 4383 Universtié Paris 8 Vincent Boyer
[14] Signal, Image et Connaissance SIC CReSTIC Laurent Lucas, Danielle Nuzillard Céline Loscos
[15] MANAO MANAO LABRI, UMR 5800. LP2N, UMR 5298 INRIA, Université de Bordeaux Xavier Granier Pascal Barla

Industriels participants

Sont listés ici les industriels qui viennent régulièrement (et éventuellement font une présentation) aux journées du GT rendu.

[16] Mercenaries
[17] nvidia
[18] AMD
[19] Altimesh
[20] Ubisoft
[21] Unity