Fondements de la 3D (Fundamentals of 3D)

Description

Ce cours offre une introduction aux notions communes de l'infographie, de la vision par ordinateur et de la géométrie algorithmique. On y décrit harmonieusement les méthodes, structures de données et techniques algorithmiques communes et essentielles pour le traitement de la 3D. On s'attache à fournir les bases solides pour le traitement de la 3D en montrant dès le départ, à partir d'exemples concrets, les différentes synergies du domaine. Le cours traite et développe les sujets suivants: structures de données abstraites, transformations et flots des coordonnées, images, maillages, animations, algorithmique randomisée, robustesse, et grandes dimensions pour la 3D.

Filiere image du Master1 Informatique

Automne
- INF552: Vision et realite augmentee (Renaud Keriven)
- INF553: Bases de donnees (Emmanuel Waller)
- INF555: Fondements de la 3D (Frank Nielsen)
- INF558: Theorie de l'information (Daniel Augot)
Printemps
- INF 562: Algorithmes geometriques (Olivier Devillers)
- INF 584: Images de synthese: Theorie et pratique (Xavier Decoret)

Evaluation

Soutenance d'un projet de programmation/recherche en Java (et questions orales portant sur le cours).

Emploi du temps (pdf)

Les 9 cours (10h30-12h) auront lieu tous les Mercredi de la semaine du 22 Sept. a celle du 5 Dec. (sauf pendant les vacances de Toussaint du 27-31/10 et la semaine du 17 au 21 Nov.) Les 9 petites classes se derouleront l'apres-midi de 13h45 a 15h45: Apportez vos portables (avec le Java JDK installe).

Language

Programming language is mostly Java (using object inheritance and generics)

Synopsis

Cours 1 Introduction, : Presentation et structures de donnees abstraites (Abstract data structures)
Siggraph 2008 fast preview,
- stacks/queues (Flood filling),
- dictionary (segment intersection detection),
- priority queues (all pair intersections),
- disjoint set (image segmentation),
- geometric hashing (object recognition),
- axioms and traits class paradigm.
PC1: Image processing in Java, Disjoint sets, Image segmentation, flood-filling. (INF555-1.zip, Download some JPG/PNG test images)
Suggested readings: Chapter 2, pages 7-62 of visual computing, geometric hashing, graphics filling algorithm .
Cours 2: Transformations Local and global transformation, world/object modeling, matrices, stacking operations, LERP, homogeneous & inhomogeneous, projection, rotations as quaternions, scene graph, clipping, homography
PC2: Homography and stitching, decomposition
Cours 3: Advanced transformations log-polar, cylindrical & spherical coordinates, polarity, conics and quadrics, SVD, tangent spaces, MCOPs
PC3: Object recognition
Cours 4: Images warping, sampling, kernels, Fourier, barycentric analysis, EWA, color spaces, image pyramids
PC4: Image pyramids and blending
Cours 5: Meshes curvature, topology, triangulation, procedural meshes, stripping, fairing, subdivision, parameterization
PC5: Mesh subdivision
Cours 6: Animation
Kinetic data-structures, direct and inverse kinetic, particle systems, rotations
PC6: Particle systems and rotations using quaternions
Cours 7: Randomization
RANSAC, Monte-Carlo simulations, randomized incremental construction, skip list, etc.
PC7: RANSAC and image matching, Bounding volume hierarchy
Cours 8: Higher dimensions for 3D
NN, kNN, linearization, kd-trees, locally-sensitive hashing, Voronoi & Delaunay, approximations
PC8: Texture synthesis, kd-trees, centroidal Voronoi tesselations
Cours 9: Robustness and Generic distances
Degeneracies, IEEE 754, predicate degrees, interval arithmetic
PC9: Image search engine classification
Soutenances de stages

Projets

A developper sous Java (mais C++ est egalement accepte si justifie)
Liste des projets proposes

Ouvrages de reference

Visual Computing by F. Nielsen (2005).
Introduction to Computer Graphics: Using Java 2D and 3D by Frank Klawonn (Springer, 2007). Download the example files for Java2D and Java3D. Please install Java3D as it is not standard in the SDK release.

R&D internships

Camera Culture, Prof. Ramesh RASAR (MIT, US)
NVIDIA, Prof. Michael GARLAND (US)

Description page 170 du livret d'enseignement (Edition 2008).
Description du cours en francais et anglais (catalogue)