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Projets images - ENSIMAG 2ème année

Rendu Expressif

Joëlle Thollot

Sujets au choix. Vous pouvez aller chercher dans les anciens sujets si ceux de l'année ne vous plaisent pas. Ces sujet sont pour des groupes (de 2 à 4 membres).

Sujets (2007 - 2008)

Description de style pour le rendu peinture

example painterly

Le rendu peinture (painterly rendering) consiste à créer une image en accumulant des coups de pinceaux. Les travaux d'Aaron Hertzmann donnent idée du type d'images que l'on peut obtenir par ce procédé : web Hertzmann

Le but de ce projet sera de mettre en oeuvre un outil de gestion du style de ce type de rendu.

On partira d'un modèle simple de coup de pinceau : un rectangle semi-transparent muni de divers attriubuts (position, orientation, couleur, texture, taille, etc...), le but est de faire un ouitl permettant à l'utilisateur de décrire son style. Dans un second temps on tentera de retrouver le style à partir d'un exemple.

Synthèse et mouvement de motifs vectoriels

pattern

Ce projet étudie les motifs vectoriels que l'on rencontre par exemple dans la bande dessinée. Le but est de doter les graphistes d'outils de synthèse automatique de motifs à partir d'un exemple et d'étudier le mouvement de ces motifs lorsque la région qu'ils remplissent se déforme.

On partira pour cela de la publication suivante : Stroke Pattern Analysis and Synthesis.

Les participants à ce projet pourront tester diverses méthodes de synthèse ou s'intéresser au mouvement selon les compétences et gouts de chacuns.

Anciens sujets (2004 - 2005)

Stylisation d'une animation de synthèse

Lorsque l'on produit une animation de synthèse on en plus de la succession des images obtenir un certain nombre d'informations géométriques que l'on appelle les G-buffer (geometry-buffer [saito-Takahashi]). Ce sont des images dont la couleur représente par exemple la profondeur, la normale ou l'identité des objets (ID).

A partir de ces données le projet consiste à tester différentes méthodes pour styliser l'animation. Par exemple à partir de l'image de profonfeur on peut faire un effet de perspective atmospherique : changer la luminosité et la teinte en fonction de la distance à l'observateur. On peut aussi segmenter les images en zones de couleurs pour obtenir un effet dessin animé (cartoon).

Des travaux tels que video tooning [wang et al], cf figure ci-dessous proposent des solutions de ce type dans le cas de vidéos.

The image “http://students.washington.edu/juew/images/VideoTooning.gif” cannot be displayed, because it contains errors.          


Je propose dans ce projet de tester la perspective atmosphérique, le cartoon et autres traitements dans le cas d'une animation de synthèse.
Les possibilités sont vastes et selon le nombre d'étudiants intéréssés le sujet sera découpé en diverses applications. Le choix de la stylisation pourra être adapté aux gouts de chacun....

Voici une liste de diverses possibilités selon le type de G-buffer traité :
- Profondeur : on segmente l'image en plans de profondeurs, on filtre chaque plan (flou, désaturation, changement de teinte) et on recombine le tout pout obtenir un effet de perspective atmospherique.
- Profondeur : on cherche les discontinuités dans l'image de profondeur pour obtenir les silhouettes des objets et on essaye de suivre ces silhouettes d'une image à l'autre comme dans video tooning.
- Normale : on repère les zones de discontinuités dans l'image des normales et on en tire une segmentation de l'image en régions. La couleur d'origine est alors modifiée fonction du gradient de la normale pour obtenir par exemple un effet vitrail en mettant du noir aux zones de forte dicontinuité.
- ID : on fait une segmentation par objet de la scène puis on rempli chaque région avec une texture. On essaye ensuite de faire suivre la texture d'une image à l'autre par exemple une balle passant devant un mur doit emmener sa texture 2D avec elle.


Animations à telécharger :

- Circuit : couleur, profondeur, ID - copyright Philippe Chaubaroux
- CycabMove  jpg : couleur, profondeur, ID - copyright Laurence Boissieux
- CycabMove_big  bmp : couleur, profondeur, ID - copyright Laurence Boissieux
- CycabMove_big2  bmp : couleur, profondeur, ID - copyright Laurence Boissieux
- Girafe rotation  bmp : couleur, profondeur, ID - copyright Laurence Boissieux
- Girafe translation  bmp : couleur, profondeur, ID - copyright Laurence Boissieux
- Girafe zoom  bmp : couleur, profondeur, ID - copyright Laurence Boissieux

Articles a lire :

geometry-buffer [saito-Takahashi]
video tooning [wang et al]
video paintbox [Collomosse et al.]

Splines animées en 3D

Ce projet part du travail d'un graphiste grenoblois, Philippe Chaubaroux, qui modélise des danseurs en dessinant des courbes spline en 3D puis les anime le tout avec un modeleur classique (3DSudio).http://artis.imag.fr/Members/Joelle.Thollot/Cours/Projet_Image/circuit.zip
Un exemple de ses dessins et d'un personnage modelé sont donnés ci-dessous :



Philippe applique un certain nombre de principes pour définir ses splines 3D et s'appuie sur un modèle de personnage pour les placer dans l'espace. Le projet que je propose en collaboration avec lui vise à formaliser ces principes et à en tirer un modèle procédural de génération de ces splines selon un certain nombre de paramètres.
Le but étant qu'un artiste puisse utiliser de tels travaux, on cherche une approche la plus intuitive possible.
Je cite Philippe "On peut par exemple imaginer une ligne décrite par : un point d'origine sur la surface de l'épaule, et un but au poignet. Elle passe par l'axe épaule qui a une contrainte rotation 90°. Après quoi elle suit la composante contour enveloppe, puis la composante axe coude qui à une propriété rotation 360°. Elle enchaîne par l'axe avant bras qui à une propriété dédoublement et elle termine par le poignet qui à une propriété évitement."
Ce qui donne le dessin suivant :
 
 
La formalisation de ce type de contrainte est en cours d'élaboration sous forme d'une liste de données et de propriétés des lignes.

Document de travail de Philippe : filaire.doc


Le projet consistera donc à prendre cette liste et à implémenter un système de génération de lignes 3D satisfaisant ces contraintes.
Une implementation de spline 3D (NURBS) est fournie comme point de départ pour faire les premiers tests :




Traitement de vidéos


Processing Images and Video for An Impressionist Effect


De nombreux travaux se sont interessés à traiter une photo pour obtenir une image qui ressemble à une peinture. Les exemples les plus connus sont les filtres photoshop. Dans la même veine des chercheurs ont tenté de traiter des videos pour obtenir un style expressif. On ajoute alors le problème de la coherence temporelle : coherence des traits, coups de pinceaux d'une image à l'autre. C'est typiquement quelque chose de quasi impossible à obtenir à la main, d'où l'interet de le programmer.

Ce projet consiterait donc à implementer diverses methodes existant dans la littérature pour traiter une vidéo. Par exemple :
- Stylized Video Cubes -   Allison W. Klein, Peter-Pike J. Sloan, Adam Finkelstein, Michael F. Cohen
- Processing Images and Video for An Impressionist Effect - Peter Litwinowicz
- Painterly Rendering for Video and Interaction - Aaron Hertzmann   and   Ken Perlin

Transfert de couleur, de texture...

Ce projet repose sur du traitement d'image. Le but est de transférer une information d'une image à une autre pour obtenir une image "dans le style de".
Plusieurs méthodes existent et l'on cherchera à les comparer.
Voici quelques méthodes :
- Color transfert between images - Erik Reinhard, Michael Ashikhmin, Bruce Gooch, and Peter Shirley
- Image analogies - A. Hertzmann, C. Jacobs, N. Oliver, B. Curless, D. Salesin

Teddy

Projet encadré par Gilles Debunne.




Un outils de modélisation basé sur le dessin :
http://www-ui.is.s.u-tokyo.ac.jp/~takeo/teddy/teddy.htm



Anciens sujets (2003 - 2004)

Hachures en temps-réel


real-time hatching

Le but de ce projet est de réaliser une application effectuant un rendu hachuré d'un objet 3D.
Pour cela on s'inspirera des travaux de Emil Praun et al. sur le "real-time hatching" qui donne de très beaux résultats comme on peut le voir sur l'image ci-dessus.
Ces travaux se décompsent en deux parties :
- Gestion de textures de hachures représentant le ton de l'image en utilisant des "tonal art maps".
- Plaquage de ces textures en utilisant la technique des "lapped textures".

Ces deux étapes sont indépendantes et pourront être effectuées par deux binomes partant de la même base logicielle.

Calcul de silhouettes

                
Illustrating smooth surfaces                                                                                                        WYSIWYG NPR

Le but de ce projet est d'effectuer un rendu de la silhouette d'un objet 3D.
Plusieurs travaux ont été effectués dans ce but et on pourra choisir entre deux techniques d'extraction de silhouettes :
- Artistic Silhouettes: A Hybrid Approach - J. D. Northrup and Lee Markosian.
- Illustrating smooth surfaces - Aaron Hertzmann   and   Denis Zorin

Résultats 2003-2004

Lapped textures - Maxime Houlier et Ronan Quillevere : rapport code
Tonal art maps - Bruno Alborini et MikaelLemercier: rapport code
Silhouettes - Gontran Magnat et Samir-Anatole Asghar: rapport code
Shaders - Jean-Baptiste Silvy et Clément Viguier : rapport code1 code