Technique des Surfels

Surfels: Surface Elements as Rendering Primitives

SIGGRAPH 2000

H.Pfiste, J.van Baar, M.Zwicker, M.Gross

But de cette technique Rendre des objets à géométrie

complexes.

Obtenir des images de haute qualité.

Temps réel

2 étapes Preprocessing

Rendering Pipeline

Définition d’un Surfel Surfel = SURFace Element un point représentant une surface primitive de rendu pas de connectivité entre les

surfels d’une même surface informations associées:

profondeur, couleur, normale …

Preprocessing

Geometry samplingSurfel

LDC Tree

3-to-1 ReductionReducedLDC Tree

Sampling 1/5 LDI = Layered Depth Image

(Shade)

Sampling 2/5 LDI => matrice 2D

chaque case => liste de surfels

LDI => projection orthogonale tridimensionnelle d’une surface

Sampling 3/5 problème d’occlusion

view

Sampling 4/5 Solution: échantillonnage suivant 3

LDIs

3 LDIs=

1 LDC(Layered

DepthCube)

Texture prefiltering 1/2

Texture prefiltering 2/2 chaque surfel: plusieurs

informations de textures

Ces couleurs sont obtenues avec des filtres de textures de tailles différentes.

LDC Tree 1/2 Pour améliorer le rendu Subdivision de l’espace en

« octree » appliqué au LDC Partition hiérarchisée de l’espace Chaque nœud de l’arbre contient

un LDC 1 nœud a une résolution moindre

que celle de ces 8 fils

LDC Tree 2/2

3-to-1 Reduction 1/2 Interpolation avec plus proche

voisin

float

integer

3-to-1 Reduction 2/2 1 LDC 1 LDI

Réduction du temps de rendu Réduction de l’information à stocker

Inconvénient: dégradation de la qualité de la représentation par les surfels

Rendering Pipeline

Block CullingForwardWarping

VisibilitySplatting

TextureFiltering

ShadingImage

Reconstruction

Block Culling Parcours du LDC Tree de haut en

bas

Pour chaque bloc : View frustum culling avec boîte

englobante Cône de vision (Grossman)

Forward Warping Détermination du niveau de l’arbre

à projeter grâce au nombre de surfel par pixel

Méthode de Warping incrémental optimisé par bloc (Grossman et Dally)

Test de visibilité Marquage des trous dans le Z-

Buffer

Texture Filtering 1/2 Chaque surfel du LDC Tree a

stocké plusieurs niveaux de texture (couleur diffuse de référence)

Niveau de mipmap déterminé par la méthode classique (profondeur du pixel)

Texture Filtering 2/2 Interpolation entre les 2 niveaux

retenus pour déterminer la couleur Calcul de l’illumination de Phong

donne la couleur finale

Reconstruction de l’image 2/2 Interpolation des trous :

Filtre gaussien circulaire

Résultat 1/3

Résultat 2/3

Résultat 3/3

Conclusion Surfel :

Méthode complexe Pas la moins performante

Temps-réel : difficile QSplat est meilleur

Méthode privilégiée pour haute précision (app. Scientifique ou medic.)