Réalité Augmentée : Perspectives et Lumières

Comment améliorer l'aspect visuel d'éléments virtuels au sein de la réalité augmentée? Cette question se veut être l'objet d'un mémoire co-écrit par Damien Leroux (moi-même) et Mathieu Jeudi durant notre dernière année d'étude. Cette article vise à proposer le contenu de ce mémoire. Pour obtenir l'intégralité des informations qui s'y trouvent, vous pouvez télécharger le mémoire ici: Réalité Augmentée : Perspectives et Lumières

Introduction

La puissance des systèmes informatiques s’est très vite améliorée ces 20 dernières années. Cette puissance créée par l'homme augmente les possibilités créatives. L'ère de l'unique 2D laissa place à celle de la 3D , un réalisme répondant à la principale contrainte physique de la réalité : la perspective. Malgré cette avancée majeure, une barrière subsiste entre la réalité et la 3D : la non-interaction entre ces 2 mondes. Une nouvelle technologie appelée « réalité augmentée » tend à répondre à ce besoin. Son but est d’améliorer l’immersion de l'humain dans le virtuel, aussi bien au niveau d'un jeu que d'une simple application.

La réalité augmentée consiste à intégrer des images virtuelles 2D ou 3D dans un flux d'images réelles et ceci en temps réel. Grâce à ce système, l'utilisateur a la possibilité d’interagir directement avec le milieu virtuel. De nombreuses applications ont ainsi pu être créées. Les domaines d'application de la réalité augmentée sont divers et variés. En effet, celle-ci est utilisée aussi bien dans le jeu vidéo, que dans les médias (presse, publicité), l'architecture, la médecine, l'art, l'industrie ou encore le tourisme.

Sommaire du mémoire sur la réalité augmentée : perspectives et lumières

    1. Introduction et problématique
      1. La perspective
    2. 2.1. La perspective et ses principes

      • 2.1.1. Généralités sur la perspective

        • 2.1.1.1. La notion de point de fuite
        • 2.1.1.2. Les types de perspective
      • 2.1.2. Les techniques utilisées

        • 2.1.2.1. Modèle et alignement
        • 2.1.2.2. Les différents positionnements possibles
    3. 2.2. Intégration dans l’environnement et application en réalité augmentée

      • 2.2.1. Positionnement et modélisation
      • 2.2.2. Les solutions de positionnement utilisées pour la réalité augmentée

        • 2.2.2.1. Les solutions basées capteurs
        • 2.2.2.2. Les solutions basées vision
      1. La photométrie
      2. 3.1. Simulation des processus photométriques

        • 3.1.1. Génération de lumières

          • 3.1.1.1. Définition et théories des lumières
          • 3.1.1.2. De la lumière physique à la lumière numérique
        • 3.1.2. Les modèles d’illumination

          • 3.1.2.1. La réflexion lumineuse
          • 3.1.2.2. L’absence de lumière
      3. 3.2. Application en réalité augmentée

        • 3.2.1. Les illuminations

          • 3.2.1.1. La circulation de la lumière dans une scène en réalité augmentée
          • 3.2.1.2. Le rendu de l’image
        • 3.2.2. Les ombres

          • 3.2.2.1. Ombres virtuelles
          • 3.2.2.2. Ombres réelles
        • 3.2.3. Les reflets

          • 3.2.2.1. Reflets virtuels
          • 3.2.2.2. Reflets réels
      1. Conclusion
      1. Bibliographie & Webographie

Extrait : 2.2.2. Les solutions de positionnement utilisées pour la réalité augmentée

....En réalité augmentée, le positionnement est relatif à l’observateur lui-même. La position de la caméra est dépendante de la position de l’observateur lui-même. A partir de dispositifs directement montés sur la tête de l’observateur (systèmes HMD), nous retrouvons la position de la caméra. Dans ce cas, nous considérons que la position des yeux de l’observateur est identique à celle de son visage. D’autres solutions basées capteurs peuvent être utilisées. Certaines solutions couplant données images, et données capteurs sont en plein essor. Nous appelons ces dernières, solutions hybrides....

Iphone doté d’un GPS et aperçu de l’application AroundMe: realityAugmented1

Extrait : 3.1.2. Les modèles d’illumination

....Il existe plusieurs façons d’éclairer des objets car leurs surfaces peuvent être très différentes selon leur composition: métal, plastique, bois… Chacune de ces surfaces n’a pas la même façon de recevoir et de renvoyer la lumière. De même, chaque surface représente une forme, de sorte que chaque point de la surface ne recevra pas la même quantité de lumière. Enfin, lorsqu’un objet intercepte le trajet de la lumière, il en affecte le parcours. Cela affecte ensuite les autres objets qui sont dans la nouvelle direction de la lumière. Décrivons maintenant les procédés servant, dans un environnement virtuel, à reproduire la manière dont la lumière affecte un objet....

Résultat

Voici le lien pour télécharger mon mémoire sur la réalité augmentée : Perspectives et Lumières