Simplification de maillage

Des techniques permettent d'optimiser l'affichage d'objets composés d'un très grand nombre de polygones en en réduisant le nombre, ce sont les techniques de simplification de maillage. Dans le cas de la simulation d'environnements virtuels, ces techniques sont utilisées quand l'objet à visualiser est loin de la caméra et que les détails fins de sa géométrie ne sont pas ou peu apparents et ne nécessitent donc pas d'être affichés. Par exemple, la figure 1.2 montre différentes versions d'un modèle de base composé de 10000 polygones. Chacune des versions simplifiées du modèle de base constitue un niveau de détail (LOD, ''Level Of Detail'') de celui-ci.

Figure 1.2: Simplification géométrique ([Hop96])

Ces techniques sont adaptées à différents cas de figure et peuvent être différenciées selon des critères tels que :

• le traitement de la topologie du maillage originel^1.1 :
  • L'algorithme peut nécessiter une surface topologiquement correcte (non dégénérée) pour fonctionner, ce qui peut s'avérer restrictif et contraignant. En effet, les modèles produits par les modeleurs ne garantissent pas toujours ces critères et les outils de réparation de surface (QSlim, [GH97]) ne fonctionnent pas dans tous les cas.
  • L'algorithme peut produire un maillage simplifié topologiquement identique à l'original, ou non. Dans ce dernier cas, des simplification drastiques peuvent être produites alors qu'un algorithme préservant la topologie du maillage originel empêche par exemple un tore de ''se transformer'' en sphère, alors que du point de vue de l'observateur, de loin, il n'y a quasiment aucune différence visuelle.
• la continuité de la transition entre deux niveaux de détails
• la prise en compte des attributs des sommets, comme les coordonnées de texture, qui sont modifiées lors de la simplification et affectent le résultat visuel final
• l'adaptation au point de vue, c'est à dire le but de la simplification : obtenir a tout prix un nombre fixé de polygones (orientation budget) ou obtenir un maillage simplifié minimisant l'erreur commise (orientation erreur)

On distingue trois classes d'algorithmes : les algorithmes à niveaux de détails statiques, les algorithmes à niveaux de détails continus et ceux qui s'adaptent au point de vue.