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Génération intelligente de modèles procéduraux par prospection des paramètres du L-système

Salomon, Andrianjafy (2017). Génération intelligente de modèles procéduraux par prospection des paramètres du L-système. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La modélisation procédurale est la solution alternative d’excellence à l’utilisation excessive des ressources à la fois en terme humain d’infographiste 3D mais aussi en ressources matérielles. Les nouvelles techniques des deux dernières décades répondent assez bien aux besoins requis dans la modélisation de scènes complexes. Le contrôle sur les objets modélisés constitue un constant défi afin d’éviter les motifs récurrents engendrés par les L-systèmes appliqués à la modélisation d’arbres. Dans cet esprit, ce mémoire propose un ensemble d’outils procéduraux permettant d’éditer des arbres suivant des critères perceptuels. Notre démarche consiste à s’appuyer sur une étude avec des participants afin d’automatiser l’ajustement des paramètres de L-systèmes, de sorte que les arbres résultants soient pertinents pour les utilisateurs. Sept grammaires L-système ont été utilisées pour l’étude. Les propriétés géométriques et topologiques de chaque grammaire vont constituer un système de métriques, que nous inspectons pendant les variations des paramètres des grammaires. Afin d’identifier les arbres les plus intéressants, les différences entre l’arbre initial et les arbres générés sont évaluées dans une analyse en composantes principales. Les tests ont établi une corrélation entre la pertinence des arbres générés et leurs emplacements dans l’espace des vecteurs caractéristiques des analyses de différence. Les expérimentations ont été effectuées pour acquérir des informations sur les relations entre les paramètres et les métriques, afin de proposer des modèles d’arbres pertinents pour les utilisateurs. Outre l’établissement d’un système de métriques dans le but d’évaluer et de comparer mathématiquement les arbres, ce projet contribue à la littérature en proposant une sélection intelligente basée sur les historiques de dérivation. Les utilisateurs modifient l’arbre en effectuant des sélections à partir desquelles la méthode de sélection intelligente peut inférer le nombre de regénération à faire sur chaque sous ensemble sélectionné de l’arbre. Les aperçus des modifications relatives à chaque qualificatif sont conjointement proposés aux utilisateurs pour faciliter les retouches sur l’arbre. Les résultats démontrent que notre approche permet d’identifier une riche variété d’arbres 3D en se basant sur la mesure des différences des arbres.

Titre traduit

Smart generation of procedural models by exploring variations of L-system parameters

Résumé traduit

Procedural modeling is the alternative by excellence to the excessive use of resources both in terms of graphics designer and in hardware costs. The discoveries in the last two decades meet some of the requirements of complex scene modeling. Nevertheless, the lack of flexibility and the appearance of recurring patterns in a scene are still a concern. In this context, this project suggests a set of new procedural tools which will allow users to edit 3D trees by means of interactive adjustment. Our approach relies on a study with participants to perform automatic adjustment of L-system parameters in a way that the resulting trees are meaningful to the users. Seven L-system grammars were used for the study. We derived geometric and topological metrics, which we inspected during the variations of the grammar parameters. In order to identify the most interesting trees, the differences between the initial tree and the generated trees are evaluated through principal component analysis. The tests have established a correlation between the relevance of the generated trees and their location in the charateristic features space of the difference analysis. Moreover, qualifiers assist the users on the type of available modifications on the initial tree. In addition to the etablishment of a metrics system to mathematically evaluate and compare trees, this project contributes to the procedural editing by providing smart selection based on the derivation sequence. Users can edit tree parts by making a selection which is internally refined based on the derivation tree. The necessary number of regeneration on each subset of the tree is inferred from this derivation-based selection method. Also, an overview of the available edits, related to each qualifier, is available in the proposed interface. The results show that our approach can identify rich varieties of trees based on the measurement of the tree differences.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maitrise en génie des technologies de l'information" Bibliographie : pages 129-131.
Mots-clés libres: Infographie Modèles mathématiques. Modélisation tridimensionnelle. Intelligence artificielle Informatique. Programmation orientée objet (Informatique) Logiciels. 3D, 3-D, L-système, métrique, modèle, procédural, sélection, modélisation procédurale interactive
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Paquette, Eric
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 24 avr. 2017 18:30
Dernière modification: 24 avr. 2017 18:30
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1874

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