Discussion

La méthode donne de très bons résultats visuels, ainsi qu'un taux d'affichage très intéressant, supérieur à 100 images par secondes (GeForceFx 5950). Dans nos expérimentations, nous avons employé la méthode pour effectuer le rendu d'un seul modèle complexe. Néanmoins, rien n'empêche de l'employer pour une scène composée de multiples modèles complexes. Comme le temps de rendu ne dépend plus de la complexité géométrique^4.3, les performances de la méthode seraient grandement mises en avant.

Finalement, nous résumons ci-dessous les avantages et inconvénients de la méthode.

Avantages

Par rapport à la méthode précédente basée sur une reconstruction du tampon de profondeur de l'image, nous n'avons pas de restrictions sur la position du point de vue : ils peuvent être quelconques autour de l'objet, aux problèmes d'échantillonnage près, détaillés dans les inconvénients.

De plus, les résultats sont très bons en termes de rapidité d'affichage, de qualité visuelle et d'espace mémoire : seules quelques textures sont nécessaires pour stocker les points de vues.

La mise en oeuvre de la méthode est très simple car, comme dans la méthode précédente, il ne faut effectuer que l'affichage du modèle complexe et stocker le résultat dans des textures.

Comme le rendu consiste simplement à afficher un maillage simplifié, l'intégration de la méthode est immédiate dans un moteur de rendu conventionnel.

La méthode permet d'employer les modèles d'éclairement habituels en rendu en temps réel, notamment le modèle de Phong, ainsi que la projection d'ombre.

Inconvénients

Le problème visuel le plus remarquable peut se voir sur les bords de l'objet : la silhouette obtenue est celle du modèle simplifié, non celle du modèle de base. Ceci crée des bordures franches qui peuvent être très visibles si l'on se rapproche du modèle.

Par ailleurs, au niveau de l'algorithme lui même, nous avons certaines restrictions. Tout d'abord, la méthode ne fonctionne correctement que si la surface du maillage simplifié n'est pas trop éloignée du modèle originel. Par exemple, il nous est impossible d'appliquer cette technique avec un maillage simplifié qui serait une simple boîte englobante car les erreurs commises seraient trop grandes (voir la figure 4.10(a) : l'erreur commise correspond au fait que le point idéal est le point $P'$ et que nous choisissons le point $P_{2}$).

Par ailleurs, des calculs sont redondants : pour un point donné de la surface, le résultat est toujours le même, c'est à dire que le meilleur point de vue est toujours identique. Pourtant nous effectuons systématiquement ce calcul de visibilité.

Au niveau de l'extraction des points des textures de référence, nous ne traitons pas les problèmes de sous- et sur-échantillonnage. Ceci peut mener à des situations ou la surface reconstruite est ''pixellisée'' quand l'observateur se rapproche extrêmement de la surface reconstruite.

Le dernier point est que bien que la place nécessaire en mémoire vidéo soit faible, celle-ci n'est pas minimale car de grandes zones sont vides sur les textures des points de vue de référence : l'objet n'occupe qu'une petite partie de l'image.

Travaux futurs

La méthode pourrait être améliorée de plusieurs façons.

Concernant l'acquisition des points de vue de référence, un algorithme de positionnement automatique de caméra tel que [VFSH03] devrait permettre d'automatiser cette tâche. Concernant le choix des trois points de vue de référence parmi l'ensemble des points de vue, nous choisissons actuellement ceux dont les centres de projections sont les plus proches du centre de projection du point de vue virtuel. Cette méthode est valide quand les points de vue sont tous orientés approximativement vers le centre de la scène. Néanmoins, dans le cas général, il faudrait utiliser une méthode permettant de prendre en compte une orientation arbitraire des points de vue.

Concernant les problèmes d'échantillonnage, ceux-ci devraient être corrigés, ou tout au moins réduits, en utilisant une interpolation bilinéaire des points projetés du maillage simplifié, dans les textures de référence. Nous pourrions pour cela utiliser le placage de texture projectif, intégré depuis longtemps dans les cartes graphiques. Pour cela, lors de la rastérisation d'un triangle du maillage simplifié, nous devons également balayer ce triangle dans les points de vue de référence, en prenant en compte l'orientation de la face par rapport au point de vue (figure 4.13).

Figure 4.13: Améliorations. Plutôt que de reprojeter un à un les points affichés d'un triangle $t$ du maillage simplifié (en gris) sur chaque point de vue de référence, nous pourrions obtenir ces points directement en pré-projetant $t$ dans les images de référence.

C'est actuellement le fonctionnement de base du placage de texture implanté dans les cartes graphiques, ceci permet de corriger les effets de déformation dans une texture plaquée par exemple sur un triangle affiché selon un angle rasant. Les informations à ajouter par rapport à notre méthode sont simplement la profondeur des sommets par rapport aux points de vue de référence, ce qui devrait être facile à mettre en oeuvre.

Concernant le problème des bordures franches, une solution que nous sommes en train d'expérimenter consiste à échantillonner les rayons optiques de façon à ne plus simplement baser nos calculs sur un seul point P mais sur plusieurs points répartis à la suite de P (figure 4.14). Le problème est de répartir le mieux possible ces points de façon à minimiser la complexité du calcul et de converger rapidement vers le ''bon'' point ($P'$ sur la figure).

Figure 4.14: Echantillonnage d'un rayon optique $\overrightarrow {R}$. $P_{1}$ = le point que nous utilisons actuellement pour afficher $P$. $P'$ = le point réel de la surface du maillage complexe de base. L'idée est de converger vers $P'$ par échantillonnage de $\overrightarrow {R}$ à partir du point $P$.

Au niveau purement ''technique'', une amélioration immédiate des performances concerne la projection d'ombre : nous avons réimplémenté manuellement l'algorithme de Williams alors que celui-ci est spécifiquement implémenté comme une fonctionnalité ''cablée'' des cartes graphiques.

Un autre point serait d'évaluer la méthode sur une scène complète, composée de multiples modèles complexes en utilisant des images de référence de l'ensemble ; les performances de la méthode seraient d'autant mises en avant.