Technique des Surfels

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Technique des Surfels

• Surfels Surface Elements as Rendering Primitives
• SIGGRAPH 2000
• H.Pfiste, J.van Baar, M.Zwicker, M.Gross

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But de cette technique

• Rendre des objets à géométrie complexes.
• Obtenir des images de haute qualité.
• Temps réel

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2 étapes

• Preprocessing
• Rendering Pipeline

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Définition dun Surfel

• Surfel SURFace Element
• un point représentant une surface
• primitive de rendu
• pas de connectivité entre les surfels dune même
  surface
• informations associées profondeur, couleur,
  normale

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Preprocessing
Surfel LDC Tree
Geometry
sampling
Reduced LDC Tree
3-to-1 Reduction
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Sampling 1/5

• LDI Layered Depth Image (Shade)

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Sampling 2/5

• LDI gt matrice 2D
• chaque case gt liste de surfels
• LDI gt projection orthogonale tridimensionnelle
  dune surface

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Sampling 3/5

• problème docclusion

view
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Sampling 4/5

• Solution échantillonnage suivant 3 LDIs

3 LDIs 1 LDC (Layered Depth Cube)
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Texture prefiltering 1/2
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Texture prefiltering 2/2

• chaque surfel plusieurs informations de textures
  
• Ces couleurs sont obtenues avec des filtres de
  textures de tailles différentes.

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LDC Tree 1/2

• Pour améliorer le rendu
• Subdivision de lespace en  octree  appliqué au
  LDC
• Partition hiérarchisée de lespace
• Chaque nud de larbre contient un LDC
• 1 nud a une résolution moindre que celle de ces
  8 fils

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

• Interpolation avec plus proche voisin

float
integer
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3-to-1 Reduction 2/2

• 1 LDC 1 LDI
• Réduction du temps de rendu
• Réduction de linformation à stocker
• Inconvénient dégradation de la qualité de la
  représentation par les surfels

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Rendering Pipeline
Block Culling
Forward Warping
Visibility Splatting
Texture Filtering
Shading
Image Reconstruction
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Block Culling

• Parcours du LDC Tree de haut en bas
• Pour chaque bloc
• View frustum culling avec boîte englobante
• Cône de vision (Grossman)

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Forward Warping

• Détermination du niveau de larbre à projeter
  grâce au nombre de surfel par pixel
• Méthode de Warping incrémental optimisé par bloc
  (Grossman et Dally)

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Test de visibilité

• Marquage des trous dans le Z-Buffer

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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)

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Texture Filtering 2/2

• Interpolation entre les 2 niveaux retenus pour
  déterminer la couleur
• Calcul de lillumination de Phong donne la
  couleur finale

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Reconstruction de limage 2/2

• Interpolation des trous
• Filtre gaussien circulaire

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Résultat 1/3
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Résultat 2/3
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Résultat 3/3
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Conclusion

• Surfel
• Méthode complexe
• Pas la moins performante
• Temps-réel difficile
• QSplat est meilleur
• Méthode privilégiée pour haute précision (app.
  Scientifique ou medic.)