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Theses Year : 2003

Reconstruction and Rendering of Implicit Surfaces from Large Unorganized Point Sets

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Abstract

Recent three-dimensional acquisition technologies provide a huge number of unorganized points in three dimensions. It is desirable to reconstruct a continuous surface representation that is faithful to the unorganized points for further processing, and to render the resulting surfaces in order to get a visual feedback. In this thesis, we present new methods to reconstruct implicit surfaces from large unorganized point sets. The methods are based on locally reconstructed variational surfaces using radial basis functions that are blended togetherby applying a partition of unity. In order to get an interactive visual feedback of the generated surfaces, we present new rendering techniques that use not only the reconstructed implicit surfaces, but also the initial unorganized point set. This rendering is either done view-dependently in an output-sensitive multiresolution manner using points as rendering primitive, or by using local differential geometry for every point in the point set. Finally, we discuss a wide variety of applications and potential applications of the presented fundamentals, such as interactive construction of procedural solid textures from unorganized point sets, reconstruction of heightfields from contour lines, or repairing of damaged photographs.
Les technologies récentes d'acquisition de données en trois dimensions fournissent un grand nombre de points non-structurés en trois dimension. Il est important de reconstruire une surface continue à partir de ces points non-structurés et de la visualiser. Dans ce document, nous présentons de nouvelles méthodes pour reconstruire des surfaces implicites à partir de grands ensembles de points non-structurés. Ces méthodes mettent en oeuvre des surfaces variationnelles reconstruites localement à partir de fonctions de base radiales, surfaces qui sont combinées entre elles par un mécanisme de partition de l'unité. Afin d'obtenir une visualisation interactive des surfaces générées, nous présentons également des techniques de rendu qui utilisent non seulement la surface implicite reconstruite, mais également l'ensemble de points initial. Une première technique de rendu à base de points s'adapte automatiquement en fonction de la position de l'observateur et de la taille de la fenêtre de visualisation, grâce à une structure hiérarchique à multirésolution, et une deuxième technique de rendu à base de points utilise la géométrie différentielle locale dans chaque point. Enfin, un grand nombre d'applications effectives ou d'applications potentielles des techniques précédentes sont présentées, telles que la construction interactive de textures solides à partir de points non-structurés, la reconstruction altimétrique de terrain en fonction des lignes de niveaux, ou encore la réparation de photographies abîmées.
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Dates and versions

tel-00576950 , version 1 (15-03-2011)

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  • HAL Id : tel-00576950 , version 1

Cite

Patrick Reuter. Reconstruction and Rendering of Implicit Surfaces from Large Unorganized Point Sets. Human-Computer Interaction [cs.HC]. Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2003. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00576950⟩
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