Projet de recherche doctoral numero :3510

Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Structures de Contrôle de Formes 3D Automatiques
Directeur de thèse: Tamy BOUBEKEUR (LTCI (EDMH))
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini

Resumé: Le sujet principal de cette thèse est la construction automatique de structures de contrôle de formes 3D de haut niveau à partir de données capturées brutes. Ces modèles de contrôle peuvent prendre la forme de cages avec jeu de coordonnées intrinsèques, de squelettes pour une manipulation rigide par morceaux, ou bien encore de manipulateurs de surfaces ou de volume pour une modélisation précise. Cet ensemble pourra être étendu en fonction des avancées de la thèse, éventuellement en inventant de nouvelles métaphores de contrôle. On s’intéresse en particulier au processus de reverse engineering des formes et de leurs mouvements (en gardant à l’esprit une possible généralisation à d’autres composantes des modèles 3D, tels que la réflectance), permettant de passer des modèles de données capteur (nuages points, éventuellement maillés partiellement) aux modèles de données abstraits, adaptés à la modélisation 3D intuitive par l’humain, et à la transformation automatique de modèles par la machines. Ces deux classes « d’utilisateurs » partagent en effet un intérêt pour les structures de contrôle compactes, expressives et évitant toute redondance. Ainsi, l'objectif de cette thèse est triple : - Développer un processus automatique de construction de modèles de contrôle, suffisamment rapide pour être supervisé interactivement si nécessaire. On s’intéresse en particulier au cas des cages, des squelettes et des manipulateurs surfaciques et volumiques de formes 3D, possiblement animées. - Etablir ce processus sur une base générique, permettant de traiter des données statiques et dynamiques. - Inventer de nouveaux modèles de contrôle intelligents et polymorphes, évoluant dynamiquement durant la manipulation (supervisée ou non) de la forme. Ce dernier point est essentiel à moyen terme, puisque de nombreux travaux de recherche, en cours actuellement, visent à numériser des surfaces 3D animées (3D+t) [8], dont les déformations sont capturées de manière automatique et précise. Après une étude approfondie de l'état de l'art, le travail commencera par l'étude théorique des méthodes d’optimisation linéaire rapides. On pourra exploiter les résultats récents du groupe d’informatique graphique 3D de Telecom ParisTech en modélisation de forme pour concevoir ces outils. On s’intéressera notamment aux méthodes d’inversion, de partitionnement de déformation multi-échelle et de simplification/raffinement proposées au cours des 3 dernières années. Un opérateur de construction de modèle de contrôle faiblement supervisé pourra ensuite être définit pour les principales catégories de modèles de contrôle de formes avant d’étudier l’apprentissage de ses paramètres à partir de séquences numérisées « 3D+temps ». Deux axes complémentaires pourront ensuite être développés. Dans le premier, on s’attaquera à la génération de structures de contrôle polymorphes, issues de plusieurs familles habituellement distinctes, dans un même modèle de représentation haut niveau des déformations des données d’entrée. Dans le second, on s’intéressera à l’utilisation de ces structures dans le cadre de la modélisation de forme et de mouvement, où l’on essaiera d’unifier les méthodes de contrôle de forme et de mouvement dans un même modèle. Les méthodes développées devront toutes pouvoir traiter des masses de données 3D non triviales en taille et en topologie, et pour certaines des données 3D+temps, telles que fournit par les capteurs RGBZ à bas coût commercialisés ces dernières années. L’ensemble des travaux devront aussi tenir compte de la contrainte interactive, sinon temps-réel des applications pouvant en bénéficier. Un soin tout particulier devra être apporté à la mise en œuvre efficace des méthodes développées, au sein de démonstrateurs logiciels temps-réel, en profitant notamment de l’expérience du groupe en matière d’algorithmique GPU, hors-mémoire et en flux. Thématiques: Modélisation et Traitement Géométrique - Édition Interactive - Géométrie Algorithmique, Maillages 3D et Nuages de Points - Numérisation 3D et Masses de Données

Doctorant.e: Guy Emilie