FR2993383A1 - Procede, systeme et produit-programme d'ordinateur pour manipuler des maillages a plusieurs dimensions dits out-of-core - Google Patents

Abstract

Procédé pour manipuler un premier maillage haute résolution à n dimensions représentant un objet à n dimensions et comprenant un premier volume de données associées à des premiers indices, ledit procédé comprenant les étapes de : - sélection d'une zone prédéterminée dans un deuxième maillage basse résolution à n dimensions représentant l'objet à n dimensions et comprenant un deuxième volume de données associées à des deuxièmes indices, ledit deuxième volume de données étant inférieur au premier volume de données ; - détermination des deuxièmes indices associés à la représentation des données présentes dans la zone prédéterminée du deuxième maillage basse résolution ; - recherche, dans un fichier double résolution, des premiers indices associés à la représentation des données relatives au premier maillage haute résolution et correspondant auxdits deuxièmes indices, lesdits premiers et deuxièmes indices étant liés par une relation de correspondance pour représenter les données du premier maillage haute résolution en fonction des données du deuxième maillage basse résolution ; - détermination des premiers indices pour représenter les données relatives au premier maillage haute résolution et correspondant aux données relatives au deuxième maillage basse résolution pour la zone prédéterminée ; - génération d'un sous-maillage à n dimensions associé aux données du premier maillage haute résolution pour représenter la zone prédéterminée afin de permettre la manipulation des données, dans le premier maillage haute résolution,d'une partie du premier volume de données relatives à la zone prédéterminée.

Description

P121183.FR.01 1 PROCEDE, SYSTEME ET PRODUIT-PROGRAMME D'ORDINATEUR POUR MANIPULER DES MAILLAGES À PLUSIEURS DIMENSIONS DITS OUT-OF-CORE Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des maillages à plusieurs dimensions volumineux dits out-of-core tels que les maillages tridimensionnels (3D) et, plus spécifiquement, la manipulation de ces maillages volumineux afin, notamment, de visualiser ces maillages volumineux. Etat de l'art Dans le domaine de l'acquisition de données, il est désormais connu de générer des maillages volumineux, dits out-of-core, tels que des maillages tridimensionnels (3D) afin de représenter, par exemple de manière surfacique ou tridimensionnelle, des objets tridimensionnels (3D) telle qu'une statue. Ces maillages 3D volumineux sont dits out-of-core car ils ne peuvent être entièrement stockés dans la mémoire vive de la carte graphique d'un ordinateur personnel. En effet, ces maillages 3D volumineux comprennent un nombre relativement important de polygones qui peut dépasser un milliard. Des données définissent chacun de ces polygones. Ces maillages 3D volumineux contiennent donc un important volume de données.

Ce volume de données peut être stocké dans un disque dur d'un ordinateur personnel d'un utilisateur. Cependant, ce volume de données pose des problèmes techniques lors de la manipulation, c'est-à-dire lors de l'affichage ou de l'utilisation des maillages 3D volumineux correspondants. En effet, compte tenu de la configuration actuelle d'un ordinateur personnel, la mémoire vive de la carte graphique d'un ordinateur personnel peut contenir quelques dizaines de millions de polygones. Par conséquent, dans la mesure où les maillages 3D volumineux comprennent plus d'un milliard de polygones, ces maillages sont trop imposants 13 juillet 2012 P121183.FR.01 2 pour qu'un ordinateur personnel puisse stocker dans la mémoire vive de la carte graphique la totalité des données relatives à ces maillages. A l'heure actuelle, les solutions utilisées pour permettre, notamment, l'affichage de tels maillages 3D volumineux consistent à utiliser des serveurs distants et puissants, dit serveurs de rendu. Ainsi, ces serveurs de rendu peuvent stocker dans leur mémoire vive un maillage 3D volumineux dans sa totalité. Lorsqu'un utilisateur souhaite afficher le maillage 3D volumineux sur son ordinateur personnel, l'utilisateur doit envoyer une requête depuis son ordinateur personnel via le réseau internet afin de communiquer avec le serveur de rendu. La requête comprend une demande d'affichage relative à un maillage 3D volumineux. Le serveur de rendu effectue alors un chargement, dans sa mémoire vive, du maillage 3D volumineux associé à l'objet 3D et effectue les calculs nécessaires afin de répondre à la requête de l'utilisateur. Après avoir effectué ces calculs, le serveur de rendu transmet à l'ordinateur personnel de l'utilisateur une version bidimensionnelle (2D), c'est-à-dire une image 2D de l'objet 3D. La version bidimensionnelle de l'objet 3D comprend un volume de données beaucoup moins important que le volume de données relatifs au maillage 3D volumineux. Ainsi, l'ordinateur personnel de l'utilisateur peut stocker dans sa mémoire vive les données relatives à la version bidimensionnelle du maillage 3D volumineux pour permettre à l'utilisateur de manipuler ces données.

Cependant, l'utilisation d'un serveur de rendu distant représente de nombreux inconvénients. En effet, ce procédé est très onéreux dans la mesure où les serveurs de rendu représentent un investissement financier important par rapport au coût d'un ordinateur personnel tel qu'utilisé par un utilisateur. De plus, ce procédé nécessite de disposer d'une connexion réseau dans la mesure où l'affichage de la 13 juillet 2012 P121183.FR.01 3 version bidimensionnelle sur l'ordinateur personnel de l'utilisateur nécessite de communiquer avec le serveur de rendu distant. En outre, l'utilisateur manipule seulement la version bidimensionnelle de l'objet 3D.

Ainsi, l'utilisateur ne peut accéder directement aux données 3D relatives à l'objet 3D afin d'effectuer des traitements de ces données. Par conséquent, chaque modification de l'image 2D, générée par la manipulation de l'utilisateur, est automatiquement transmise au serveur de rendu afin d'appliquer au maillage 3D volumineux les changements issus des modifications. Chaque manipulation correspond donc à la transmission d'une requête au serveur de rendu, ce qui limite énormément l'interactivité entre l'utilisateur et le maillage 3D volumineux. Enfin, le temps de réponse du serveur de rendu est extrêmement variable. Lorsque plusieurs utilisateurs transmettent leurs requêtes à un même serveur de rendu, les temps de réponse du serveur de rendu, pour chaque requête, sont dépendants du délai de transmission associé au réseau et du temps de calcul associée à chaque requête. Ainsi, après la transmission de leur requête, certains utilisateurs doivent subir un délai d'attente parfois contraignant avant d'accéder sur leur ordinateur personnel à l'image 2D telle que recalculée et transmise par le serveur de rendu.

Le document US 6,933,946 décrit une méthode qui consiste à découper l'objet 3D en un maillage comprenant un ensemble de sous-cubes 3D. Un tel ensemble comprend un volume de données compatible avec les capacités de stockage de la mémoire vive d'une carte graphique. Ainsi, la totalité des données relatives à ces sous-cubes est organisée selon une structure en arbre avec des noeuds pour augmenter la vitesse d'accès aux données. Chaque noeud de l'arbre contient des informations décrivant les cellules cubiques correspondantes. La méthode comprend également des étapes de prédiction de mouvements de l'objet, basées sur l'interaction avec l'utilisateur. 13 juillet 2012 P121183.FR.01 4 Ainsi, les zones susceptibles d'être affichées sont pré-chargées dans la mémoire vive de la carte graphique pour accélérer la vitesse d'affichage. Cependant, cette technique présente plusieurs inconvénients. En premier lieu, le chargement et la navigation sont associés au volume de l'objet 3D et non à la surface de l'objet 3D dans la mesure où le découpage du maillage est réalisé en cellules cubiques. Ainsi, lors de l'affichage, la totalité des polygones contenus dans chaque sous-cube est chargée dans la mémoire vive de la carte graphique, même si seulement une partie des polygones est dans la zone visible. En effet, une autre partie de ces polygones n'est pas visible, soit parce que les polygones sont hors du champ de vision ou situés de dos par rapport à la caméra. De plus, le découpage en arbre augmente considérablement le nombre de polygones du maillage de départ. A titre d'exemple, dans le document US 6,933,946, le nombre de polygones du maillage considéré augmente de 13 millions à 100 millions. Enfin, l'étape de prédiction de mouvement ralentit l'affichage du maillage lorsque le mouvement effectivement réalisé par l'utilisateur est différent du mouvement prédit. Résumé de l'invention Le but de la présente invention est de proposer un procédé, un système de manipulation de données et un produit-programme d'ordinateur permettant de surmonter au moins un des désavantages précédemment mentionnés. Un premier objet de l'invention concerne un procédé pour manipuler un premier maillage haute résolution à n dimensions représentant un objet à n dimensions et comprenant un premier volume de données associées à des premiers indices, ledit procédé comprenant les étapes de : - sélection d'une zone prédéterminée dans un deuxième maillage basse résolution à n dimensions représentant l'objet à n dimensions et 13 juillet 2012 P121183.FR.01 comprenant un deuxième volume de données associées à des deuxièmes indices, ledit deuxième volume de données étant inférieur au premier volume de données ; - détermination des deuxièmes indices associés à la représentation des 5 données présentes dans la zone prédéterminée du deuxième maillage basse résolution ; - recherche, dans un fichier double résolution, des premiers indices associés à la représentation des données relatives au premier maillage haute résolution et correspondant auxdits deuxièmes indices, lesdits premiers et deuxièmes indices étant liés par une relation de correspondance pour représenter les données du premier maillage haute résolution en fonction des données du deuxième maillage basse résolution ; - détermination des premiers indices pour représenter les données relatives au premier maillage haute résolution et correspondant aux données relatives au deuxième maillage basse résolution pour la zone prédéterminée ; - génération d'un sous-maillage à n dimensions associé aux données du premier maillage haute résolution pour représenter la zone prédéterminée afin de permettre la manipulation des données, dans le premier maillage haute résolution, d'une partie du premier volume de données relatives à la zone prédéterminée. Selon un mode de réalisation préféré, le procédé comprend une étape d'indexation pour créer des relations de correspondance entre les données du premier maillage haute résolution et les données du deuxième maillage basse résolution. Selon un mode de réalisation préféré, le procédé comprend une étape de fusion pour générer un maillage double résolution afin d'associer les données du premier 13 juillet 2012 P121183.FR.01 6 maillage haute résolution et les données du deuxième maillage basse résolution au moyen des relations de correspondance. Selon un mode de réalisation préféré, le procédé comprend une étape de sélection pour réduire le nombre de données au sein du deuxième maillage basse résolution afin de sélectionner les données pertinentes par rapport aux données relatives à la zone prédéterminée. Selon un mode de réalisation préféré, le procédé comprend une étape de visualisation pour afficher le sous-maillage du premier maillage haute résolution relatif à la zone prédéterminée. Un deuxième objet de l'invention concerne un système pour la manipulation d'un premier maillage haute résolution à n dimensions représentant un objet à n dimensions et comprenant un premier volume de données associées à des premiers indices, ledit procédé comprenant : - un composant d'indexation pour déterminer les premiers indices des relations de correspondance entre les données relatives au premier maillage haute résolution et les données relatives à un deuxième maillage basse résolution à n dimensions ; - un composant de fusion pour combiner les données relatives au deuxième maillage basse résolution et les relations de correspondance afin de créer un maillage double résolution à n dimensions; - un composant de sélection pour sélectionner une zone prédéterminée, dans le deuxième maillage basse résolution, - un composant de manipulation pour permettre la manipulation dans le sous-maillage haute résolution du premier maillage haute résolution de la zone prédéterminée. 13 juillet 2012 P121183.FR.01 7 Selon un mode de réalisation préféré, le système comprend un composant de simplification pour créer le deuxième maillage basse résolution à n dimensions comprenant un deuxième volume de données inférieur au premier volume de données.

Selon un mode de réalisation préféré, le système comprend un composant de sélection pour réduire le nombre de données au sein du deuxième maillage basse résolution afin de sélectionner les données pertinentes par rapport aux données relatives à la zone prédéterminée.

Selon un mode de réalisation préféré, le système comprend un composant de détermination pour déterminer la liste des premiers indices associés aux données relatives à la zone prédéterminée.

Selon un mode de réalisation préféré, le système comprend un composant de visualisation pour afficher un sous-maillage haute résolution du premier maillage haute résolution, ledit sous-maillage haute résolution étant associé à la zone prédéterminée.

Un troisième objet de l'invention concerne un produit-programme d'ordinateur comprenant des instructions logicielles pour la mise en oeuvre du procédé selon le premier objet de l'invention lorsque ledit programme est exécuté par un processeur de données.

Brève description des dessins Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels : 13 juillet 2012 P121183.FR.01 8 - la figure 1 représente un système de manipulation de données selon un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple ; - la figure 2 représente un objet spécifique associé au maillage 3D haute résolution selon un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple ; - la figure 3 représente un diagramme des étapes de la méthode de création du maillage double-résolution selon un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple ; - la figure 4 montre une représentation du maillage 3D basse résolution selon un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple ; - la figure 5 représente un diagramme des étapes de la méthode de manipulation de données selon un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple ; - la figure 6 représente la structure du fichier double résolution d'un maillage double-résolution, comprenant des blocs de données selon un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple ; - la figure 7 représente un schéma illustrant les blocs de données du fichier double résolution, selon un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple ; - les figures 8a, 8b, 9a, 9b, 10a, 10b, 11a et 11b représentent des surfaces isolées du schéma de la figure 7, selon un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple ; - la figure 12 montre une représentation du maillage 3D haute résolution selon un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple.

Description détaillée d'un mode de réalisation Dans le présent texte, le mode de réalisation décrit comprend une représentation à n dimensions telle qu'une représentation tridimensionnelle (3D) où n représente le nombre de variables permettant de définir l'objet à représenter. Le nombre de variables est supérieur ou égal à 2. 13 juillet 2012 P121183.FR.01 9 La figure 1 montre un ordinateur personnel 100 d'un utilisateur. L'ordinateur personnel 100 comprend une unité centrale 102 et un écran d'ordinateur (non montré). L'unité centrale 102 comprend notamment un disque dur 110 dont la capacité est, par exemple, de 250 giga-octets (Go). Le disque dur 110 comprend un ensemble de données correspondant à la représentation tridimensionnelle (3D) d'un objet spécifique tel qu'une statue. Ces données comprennent des données surfaciques tridimensionnelles. Ces données ont été acquises au moyen d'un dispositif d'acquisition de données tel qu'un scanner laser comprenant un composant de stockage de données et connecté au disque dur 110. Ces données comprennent des informations relatives aux différents polygones qui constituent un premier maillage permettant de représenter la surface de l'objet spécifique. Ainsi, ces informations concernent, par exemple, la localisation de tous les sommets des polygones au moyen d'indices associés aux polygones ainsi que le nombre de ces polygones. Ces polygones sont, par exemple, des triangles et les indices sont par exemple les sommets de ces triangles. Le nombre de polygones peut atteindre, par exemple, plus d'un milliard de polygones. Ces polygones représentent un premier maillage à n dimensions, tel que montré sur la figure 12, où n représente le nombre de variables permettant de définir l'objet. Ainsi, n comprend par exemple les variables relatives à la localisation de l'objet dans l'espace 3D, représentées par les coordonnées de x, y et z. Une autre dimension n comprend également une variable relative à l'instant t auquel survient un évènement associé à l'objet, tel que la rotation de l'objet. Le premier maillage comprend, par exemple, un maillage 3D volumineux dit out-of-core. Les données sont nommées ci-après les données du maillage 3D haute résolution et correspondent à un premier volume de données. Ces données du maillage 3D haute résolution sont stockées dans le disque dur 110. L'unité centrale 102 comprend également un composant de mémoire vive 120 dont la capacité est, par exemple, de 2 Go et une carte graphique 130 comprenant une mémoire vive 131 dont la capacité est, par exemple, d'environ 1 Go. L'unité centrale 102 est munie d'un système de manipulation de données 140 afin de créer une 13 juillet 2012 P121183.FR.01 10 interface, telle qu'une interface graphique, pour l'utilisateur lors de la manipulation du maillage 3D haute résolution. La manipulation comprend l'accès aux données du maillage 3D haute résolution, notamment l'affichage du maillage 3D haute résolution comme décrit ci-après, le calcul statistique basé notamment sur les données du maillage 3D haute résolution, la modification des données du maillage 3D haute résolution et la navigation au sein du maillage 3D haute résolution. L'unité centrale 102 comprend également un processeur (non montré) afin de mettre en oeuvre le système de manipulation de données 140 au sein de l'ordinateur 100.

Le système 140 comprend un composant de création 150. Le composant de création 150 comprend un composant de simplification 152, un composant d'indexation 154 et un composant de fusion 156. Le composant de simplification 152 comprend par exemple une application pour permettre de générer une deuxième représentation de l'objet spécifique, comme montré sur la figure 4, selon un maillage 3D comprenant des polygones. Cette deuxième représentation comprend une résolution inférieure à la résolution du premier maillage 3D haute résolution obtenu lors de l'acquisition de données. Le composant de simplification 152 peut également comprendre une application afin d'effectuer des étapes de simplification d'un maillage 3D haute résolution telles que décrites dans la méthode définie dans l'art antérieur par Martin Isenburg dans le document « Large Mesh Simplification Using Processing Sequences » pour obtenir un ensemble de données 3D basse résolution. Ainsi, le composant de simplification 152 permet d'obtenir un maillage 3D basse résolution comprenant des données de maillage 3D basse résolution dans une étape 200. Le maillage 3D basse résolution obtenu comprend un nombre de polygones adapté à la capacité de la mémoire vive 131 de la carte graphique 130. Le maillage 3D basse résolution contient, par exemple, un million de polygones. L'utilisateur peut adapter le niveau de résolution de l'application du composant de simplification 152 afin d'obtenir un nombre de polygones du maillage 3D basse résolution compatible avec les capacités de stockage du composant de mémoire vive 120 de son ordinateur personnel 100. 13 juillet 2012 P121183.FR.01 11 Le composant de simplification 152 permet ainsi de créer un deuxième maillage 3D, c'est à dire une version basse résolution du premier maillage 3D haute résolution représentant l'objet spécifique comme montré sur la figure 4. Le maillage 3D basse résolution comprend un volume de données inférieur au volume de données du maillage 3D haute résolution. Le composant de simplification 152 reste optionnel. En effet, le composant de simplification 152 n'est pas nécessaire lorsque deux représentations du maillage 3D sont disponibles et les résolutions de chacune des représentations sont différentes entre elles.

Comme montré sur la figure 1, le composant de création 150 comprend également un composant d'indexation 154 pour définir une correspondance entre les polygones du maillage 3D basse résolution et les polygones du maillage 3D haute résolution dans une étape 202. Le composant d'indexation 154 comprend un algorithme d'indexation tel que montré ci-dessous pour créer des relations de correspondance entre les données relatives aux polygones du maillage 3D basse résolution et les données relatives aux polygones du maillage 3D haute résolution. Algorithme d'indexation : ENTRÉES: Maillage haute résolution noté MB Maillage basse résolution noté MB SORTIES: La relation de correspondance polygone-polygones 1: Charger l'ensemble des sommets SB et l'ensemble des triangles TB de MB en mémoire 2: Calculer l'ensemble des barycentres B des triangles TB 3: pour chaque sommet s, de MB faire 4: Charger s, en mémoire 5: Calculer la distance entre s, et tous les barycentres de B 6: Choisir les triangles avec les k plus proches barycentres (k est un paramètre choisi par l'utilisateur et qui correspond au nombre de triangles pour lesquels on va calculer la projection orthogonale) 13 juillet 2012 P121183.FR.01 12 7: Calculer la projection orthogonale de s, sur les k triangles de MB choisis 8: Calculer p, le nombre de projetés valides 9: si p 1 alors 10: Affecter à s, l'indice I du triangle de MB minimisant la distance entre s, et les p points projetés valides. 11: sinon 12: Affecter à s, l'indice I du triangle de MB minimisant la distance entre s, et les k barycentres des triangles choisis. 13: finsi 14: fin pour 15: pour chaque triangle ti de MH faire 16: Charger ti en mémoire 17: Charger les indices de correspondance, précédemment calculés, 11, 12, 13 des trois sommets formant le triangle ti 18: si un indice est majoritaire (son occurrence est supérieure ou égale à 2) alors 19: Affecter à ti l'indice majoritaire. 20: sinon 21: Affecter à ti au hasard un indice parmi h, f2, et 13. 22: finsi 23: fin pour Ainsi, le composant d'indexation 154 permet de réduire le volume de données représentant le maillage 3D haute résolution relatif à une vue prédéterminée. En effet, comme précédemment mentionné, le volume de l'ensemble de données relatif au maillage 3D haute résolution est trop important pour être entièrement chargé dans le composant de mémoire vive 131 de la carte graphique 130. Le composant d'indexation 154 applique l'algorithme d'indexation selon un procédé d'indexation en deux étapes. 13 juillet 2012 P121183.FR.01 13 Dans une première étape d'indexation, le composant d'indexation 154 applique des méthodes de calcul connues dans l'art antérieur en utilisant notamment des projections orthogonales. Ainsi, le composant d'indexation 154 calcule la projection orthogonale de chaque sommet de chaque polygone du maillage 3D haute résolution sur les plans associés à chaque polygone du maillage 3D basse résolution. Ensuite, le composant d'indexation 154 applique des conditions de validité aux projetés orthogonaux. Ainsi, le projeté orthogonal est considéré comme valide si, et seulement si, ce projeté orthogonal se trouve à l'intérieur du triangle basse résolution associé au plan de projection. Ce calcul peut être effectué, par exemple, en utilisant un produit vectoriel. Ainsi, chaque point haute résolution peut avoir 0, 1 ou p projetés valides. Puis, le composant d'indexation 154 détermine le projeté orthogonal le plus proche du sommet considéré. Le composant d'indexation 154 attribue alors à chaque sommet du maillage 3D haute résolution, un indice représentatif du polygone associé dans le maillage 3D basse résolution.

L'application de l'algorithme d'indexation au moyen du composant d'indexation 154 permet d'établir dans cette première étape d'indexation, une relation de correspondance entre chaque sommet des polygones du maillage 3D haute résolution et chaque polygone du maillage 3D basse résolution. Il s'agit d'une relation sommet haute résolution - polygone basse résolution.

La deuxième étape d'indexation consiste à utiliser la relation existante entre les sommets du maillage 3D haute résolution et les polygones du maillage 3D basse résolution pour établir une relation de correspondance entre les polygones du maillage 3D haute résolution et les polygones du maillage 3D basse résolution. Ainsi, le composant d'indexation 154 utilise à nouveau les indices associés aux sommets de chaque polygone du maillage 3D haute résolution et applique une règle de majorité. En effet, chaque triangle comprend trois sommets et chaque sommet possède un indice d'un triangle basse résolution. L'indice affecté au triangle basse résolution est l'indice dont l'occurrence est la plus élevée. En cas d'égalité, c'est-à- dire lorsque chaque sommet a un indice différent, l'algorithme d'indexation permet de sélectionner un indice de manière aléatoire. Le composant d'indexation 154 13 juillet 2012 P121183.FR.01 14 détermine alors un indice final affecté à chaque polygone du maillage 3D haute résolution. A l'issue de cette deuxième étape d'indexation utilisant les résultats de la première étape d'indexation, le composant d'indexation 154 permet de créer une relation de correspondance entre les polygones du maillage 3D haute résolution et les polygones du maillage 3D basse résolution selon une association polygone haute résolution - polygone basse résolution dans une étape 204. Ainsi, le composant d'indexation 154 permet de représenter, sur le maillage 3D basse résolution, la totalité des polygones du maillage 3D haute résolution. Chaque polygone du maillage 3D basse résolution représente un ou plusieurs polygones du maillage 3D haute résolution au moyen de la relation polygone haute résolution polygone basse résolution détaillée ci-dessus. Les étapes précédentes sont montrées en figure 3.

Le composant de création 150 comprend également un composant de fusion 156. Le composant de fusion 156 comprend un algorithme de fusion tel que montré ci-dessous : Algorithme de fusion : ENTRÉES: Maillage haute résolution noté MH Maillage basse résolution noté MB SORTIES: Maillage double résolution noté MD 1: Ecrire NbrS MB, le nombre de sommets de MB 2: Ecrire NbrS MH, le nombre de sommets de MH 3: Ecrire les coordonnées X, Y et Z des sommets de MB 4: Ecrire les coordonnées X, Y et Z des sommets de MH 5: Ecrire NbrT MB, le nombre de triangles de MB 6: pour i allant de 1 à NbrT MB (nombre de triangles de MB) faire 7: Ecrire les indices des sommets du i ème triangle tB, du maillage MB 13 juillet 2012 P121183.FR.01 15 8: Ecrire, en utilisant les relations de correspondance polygone-polygones, tot, le nombre de triangles de MH ayant i comme indice 9: pour j allant de 1 à tot, faire 10: Ecrire les trois indices des sommets formant le triangle tHi du maillage MH 11: fin pour 12: fin pour Cet algorithme réalise différentes étapes afin de générer un fichier double-résolution relatif à un maillage 3D double résolution. Le fichier double résolution permet d'établir la correspondance entre le maillage 3D haute résolution et le maillage 3D basse résolution. Le maillage 3D double résolution intègre la relation polygone haute résolution - polygone basse résolution, la représentation des polygones du maillage 3D haute résolution et des polygones du maillage 3D basse résolution.

L'algorithme de fusion procède à différentes étapes. Ainsi, l'algorithme de fusion détermine le nombre de sommets des polygones des maillages 3D haute et basse résolution pour procéder à la construction du maillage 3D double résolution. La lecture des tables de correspondance permet alors de construire un fichier double résolution comprenant des blocs associés d'une part à la représentation géométrique et topologique des maillages 3D haute et basse résolution et d'autre part à la relation de correspondance entre les polygones de ces deux maillages 3D. Chaque bloc comprend un polygone du maillage 3D basse résolution, les polygones correspondants du maillage 3D haute résolution associés ainsi qu'une indication du nombre de ces polygones du maillage 3D haute résolution comme indiqué sur la figure 6. Ces blocs peuvent contenir des informations supplémentaires relatives au maillage haute résolution telles que des textures, des couleurs, des normales ou autres données concernant l'objet. Le bloc 500 comprend une indication des nombres NbrS_MB et NbrS_MH représentant respectivement le nombre de sommets au sein du maillage 3D basse résolution (MB) et haute résolution (MH). Le bloc 502 comprend l'indication des différents sommets relatifs aux polygones du maillage 3D 13 juillet 2012 P121183.FR.01 16 basse résolution. Le bloc 504 comprend les coordonnées x, y, z des différents sommets des différents polygones du maillage 3D haute résolution. Le bloc 506 comprend l'indication du nombre NbrT_MB qui représente le nombre total de sommets au sein du maillage 3D basse résolution. Le bloc 508 comprend différents sous blocs 510 et 511 relatifs à la relation de correspondance entre les sommets des polygones du maillage 3D basse résolution SB1, SB2, SB3 et les sommets des polygones du maillage 3D haute résolution SH1, SH2, SH3. L'algorithme de fusion permet d'obtenir la représentation du maillage 3D basse résolution en utilisant la relation de correspondance polygone haute résolution - polygone basse résolution. L'algorithme de fusion modifie l'indice final de représentation des polygones du maillage 3D haute résolution de chaque bloc afin d'obtenir un indice final modifié. Cet indice final modifié correspond à la représentation des polygones du maillage 3D haute résolution au sein de chaque bloc correspondant. La figure 6 montre une représentation d'un sous-bloc 510 au moyen d'une représentation graphique d'une zone spécifique de l'objet 3D. Ainsi, on considère sur la figure 4 un triangle de sommets SB1, SB2, SB3. La figure 5 représente les étapes réalisées par l'algorithme de fusion pour obtenir le contenu d'un bloc 510. Ainsi, comme indiqué sur la figure 7, on considère un polygone correspondant à la surface du triangle SB1, SB2, SB3 au sein du maillage 3D basse résolution représenté en figure 4. Comme montré sur les figures 8a, 8b, 9a, 9b, 10a, 10b, 11a et 11b, l'algorithme de fusion répertorie les indices de géométrie associés aux sommets du triangle SB1, SB2, SB3 afin de représenter ce triangle dans l'espace tridimensionnel (x, y, z). Comme également montré sur les figures 8a, 8b, 9a, 9b, 10a, 10b, 11a et 11b, l'algorithme de fusion permet de générer les indices de topologie des sommets des différents triangles localisés à l'intérieur du triangle SB1, SB2, SB3. Ainsi, les coordonnées de géométrie des sommets du triangle (SB1, SB2, SB3) dans le repère x, y, z d'origine 0 (0,0,0) sont, selon la figure 7 : 13 juillet 2012 P121183.FR.01 17 SB1 (1,0,0) SB2 (0,1,0) SB3 (0,0,1) Les indices de topologie des sommets des triangles localisés à l'intérieur du triangle (SB1, SB2, SB3) sont, selon les figures 8a, 8b, 9a, 9b, 10a, 10b, 11a et 11b : sommets triangle 1 (SB1 SB2 0) selon les figures 10a et 10b, sommets triangle 2 (0 SB2 SB3) selon les figures 8a et 8b, sommets triangle 3 (SB1 0 SB3) selon les figures 9a et 9b, sommets triangle 4 (SB1 SB2 SB3) selon les figures 11a et 11b. Enfin, comme montré sur la figure 6 dans les blocs 511, l'algorithme de fusion procède à la lecture des tables de correspondances afin d'associer les sommets des triangles du maillage 3D haute résolution aux triangles du maillage 3D basse résolution. Le composant de fusion 156 permet de créer dans une étape 206 un maillage 3D double résolution comprenant l'ensemble des données relatives au maillage 3D haute résolution, au maillage 3D basse résolution et à la relation de correspondance polygone haute résolution - polygone basse résolution. Le composant de création 150 permet donc de créer un maillage 3D double résolution, c'est-à-dire associant la haute et la basse résolution, en utilisant la représentation du maillage 3D basse résolution et le fichier associé à ce maillage. Grâce au composant de simplification 152, la mémoire vive 131 de la carte graphique 130 de l'ordinateur personnel 100 de l'utilisateur peut stocker la totalité du maillage 3D basse résolution. Grâce au composant d'indexation 154 et au composant de fusion 156, l'utilisateur peut utiliser de manière optimale le fichier pour manipuler le maillage 3D haute résolution. 13 juillet 2012 P121183.FR.01 18 Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'application concerne des données du maillage 3D haute résolution pour afficher un maillage 3D volumineux. D'autres applications relatives à l'accès aux données du maillage 3D haute résolution sont également possibles. Ainsi, le système de manipulation de données 140 comprend également un composant de manipulation 160 tel qu'un composant de visualisation 160 selon le présent mode de réalisation. Le composant de visualisation 160 comprend un algorithme de visualisation tel que montré ci-dessous : Algorithme de visualisation : ENTRÉES: Maillage double résolution noté MD SORTIES: Visualisation des parties visibles 1: Charger, dans la mémoire du système, les sommets et les triangles du maillage MB 2: Tri_ Visible = culling(MB) (Déterminer l'ensemble des indices des triangles visibles noté Tri Visible en appelant la fonction culling qui prend MB en paramètre d'entrée 3: Charger l'ensemble des sommets SH et l'ensemble des triangles T H de M H, ayant un indice appartenant à l'ensemble Tri_ Visible, en mémoire 4: Générer M vis, le maillage à visualiser en utilisant SH et T H 5: Dessiner M vis Le composant de visualisation 160 permet l'affichage des données relatives à une zone d'intérêt d'un maillage 3D haute résolution telle que prédéterminée par l'utilisateur. La visualisation est un exemple d'utilisation du fichier double résolution obtenu grâce au composant de création 150. Le composant de visualisation 160 comprend deux composants de sélection 161 et 162 et un composant de détermination 163. Le premier composant de sélection 161 permet de déterminer la zone d'intérêt du maillage 3D basse résolution telle que déterminée par l'utilisateur. La présence du composant de sélection 161 est optionnelle selon le paramétrage du composant de 13 juillet 2012 P121183.FR.01 19 visualisation 160 et selon la finalité de l'utilisation du système de manipulation. Ainsi, la zone d'intérêt prédéterminée peut être également paramétrée comme étant la zone telle qu'affichée sur l'écran d'ordinateur, sans sélection préalable de l'utilisateur.

Le composant de sélection 162 comprend un algorithme de sélection. Le composant de sélection 162 applique l'algorithme de sélection sur la zone d'intérêt prédéterminée, au sein du maillage 3D basse résolution. Le composant de sélection 162 réduit le nombre de polygones haute résolution à afficher en appliquant une technique connue de réduction, la technique de « culling ». L'application de cette technique est d'autant plus rapide que le nombre de triangles est réduit. Le maillage 3D basse résolution permet généralement une utilisation efficace de la technique de culling. Ainsi, le temps de calcul global associé au « culling » est très court et ne dépasse pas en général quelques millisecondes.

Le « culling » peut être effectué selon différentes variantes et selon différents critères. Dans l'invention proposée, le culling s'applique sur le maillage 3D basse résolution en considérant la zone d'intérêt. Ainsi, une première variante nommée le « backface culling » consiste à supprimer du maillage les polygones qui tournent le dos à la caméra, par exemple, lors de l'interaction de l'utilisateur. L'utilisateur ne voit donc pas ces polygones sur l'écran de l'ordinateur, selon la vue considérée de l'objet spécifique. Une deuxième variante nommée l' « occlusion culling » consiste à éliminer du maillage 3D, c'est-à-dire du rendu, les polygones ou autres objets cachés par d'autres polygones. L'utilisateur ne voit donc pas ces polygones sur l'écran de l'ordinateur. Une troisième variante nommée le « frustum culling » consiste à éliminer les polygones ou objets se trouvant en dehors du champ de vision. Une quatrième variante nommée le « contribution culling » consiste à éliminer les polygones qui ont une taille extrêmement réduite sur l'écran de l'ordinateur et qui ont donc une contribution très faible dans le rendu final. 13 juillet 2012 P121183.FR.01 20 Ainsi, le composant de sélection 162 permet de sélectionner seulement les polygones pertinents c'est à dire relatifs à la zone d'intérêt prédéterminée. Les polygones non pertinents comprennent par exemple les polygones localisés à l'extérieur de la zone d'intérêt prédéterminée comme décrit ci-dessus.

Quelle que soit la variante appliquée, le résultat de cette étape de réduction comprend une liste comprenant des polygones du maillage 3D basse résolution. Les indices de ces polygones appartiennent à la zone d'intérêt que l'utilisateur souhaite manipuler sur l'écran de son ordinateur personnel 100.

Les étapes associées à une demande de visualisation de l'utilisateur, pour une zone d'intérêt prédéterminée d'un maillage 3D haute résolution, sont indiquées sur la figure 5. Dans une étape 400, le composant de sélection 162 charge entièrement dans la mémoire vive 131 de la carte graphique 130 de l'ordinateur personnel 100 le maillage 3D basse résolution associé au maillage 3D haute résolution déterminé par l'utilisateur. Ensuite, dans une étape 402, l'utilisateur sélectionne une zone d'intérêt dite zone d'intérêt prédéterminée au sein du maillage 3D basse résolution. Dans une étape 404, le composant de sélection 162 réduit le nombre de polygones au sein du maillage 3D basse résolution afin d'isoler la zone d'intérêt prédéterminée. Dans une étape 406, le composant de détermination 163 effectue une recherche au sein de la zone d'intérêt prédéterminée afin d'obtenir la liste des indices relatifs à chaque polygone constituant la zone d'intérêt prédéterminée. Ensuite, dans une étape 408, le composant de détermination 163 recherche dans le fichier double résolution les indices des polygones du maillage 3D haute résolution associés aux indices des polygones du maillage 3D basse résolution tels que présents dans la liste obtenue lors de l'étape 404.

Ainsi, le composant de détermination 163 effectue dans une étape 410 le chargement dans la mémoire vive 131 de la carte graphique 130 de l'ordinateur 13 juillet 2012 P121183.FR.01 21 personnel 100 des seules zones visibles nécessaires du maillage 3D haute résolution, telle que requise par l'utilisateur pour la visualisation d'une vue particulière de l'objet spécifique 3D.

Ainsi, le composant de visualisation 160, grâce au composant de détermination 163, permet de générer un sous-maillage 3D haute résolution associé aux seules zones visibles requises par l'utilisateur pour le rendu final. Ce sous-maillage 3D haute résolution définit des zones qui comprennent les polygones du maillage 3D haute résolution correspondant aux zones visibles du maillage 3D basse résolution. La génération du sous-maillage 3D haute résolution intègre également des relations de connectivité entre les différentes zones telles que définies dans le maillage 3D haute résolution. Le composant de sélection 162 peut définir de nouvelles relations de connectivité entre les différentes zones.

Ainsi, lors de l'étape de fusion des données au moyen du composant de fusion 156 dans l'élaboration du maillage 3D double résolution et du fichier double résolution correspondant, chaque zone est associée à une connectivité locale dont les indices topologiques commencent de 0.

Ensuite, le composant de détermination 163 charge ou stocke dans la mémoire vive 131 de la carte graphique 130 la zone sélectionnée dans les différents blocs du maillage 3D haute résolution. La carte graphique 130 peut ensuite charger et afficher la zone sélectionnée. Ainsi, l'utilisateur obtient sur l'écran de l'ordinateur personnel 100 un rendu global qui affiche des blocs dont la taille est compatible avec les capacités de stockage de la carte graphique 130. Ainsi, des extraits de maillages 3D volumineux dits « out-of-core » peuvent être affichés sur des cartes graphiques 130 dont les capacités de stockage sont limitées par exemple à 1 Gigaoctet.

Pour chaque sélection ultérieure d'une zone sur le maillage 3D basse résolution par l'utilisateur, le composant de sélection 162 effectue l'étape 400 de « culling ». Cette 13 juillet 2012 P121183.FR.01 22 étape permet d'obtenir une liste d'indices contenant les polygones visibles par l'utilisateur. Dans la mesure où une première sélection a déjà eu lieu, le composant de détermination 163 procède à une mise à jour de la zone déjà affichée sur l'écran de l'ordinateur personnel 100. Ainsi, le composant de détermination 163 procède à une étape de comparaison afin de comparer les indices des polygones déjà chargés lors d'une première sélection par l'utilisateur et les indices obtenus lors d'une sélection ultérieure. Selon le résultat de cette comparaison, le composant de sélection 162 détermine les nouveaux polygones visibles que l'utilisateur souhaite afficher et le composant de détermination 163 supprime de l'affichage les polygones qui ne sont plus visibles compte- tenu de la nouvelle zone à afficher. La présente invention permet de procéder à une analyse surfacique de données pour obtenir une optimisation de la manipulation des données, tout en conservant l'intégrité du maillage haute résolution considéré. Ainsi, la génération du sous-maillage du maillage à plusieurs ou n dimensions haute résolution permet de reconstituer une zone spécifique du maillage à n dimensions haute résolution sans altérer la représentation de la zone spécifique par rapport à la forme originale de cette zone dans le maillage haute résolution. La présente invention permet une automatisation de la constitution du fichier double résolution. Ainsi, la présente invention permet de générer automatiquement le sous-maillage haute résolution associé à une zone de maillage sélectionnée par l'utilisateur. La présente invention permet de manipuler les données de maillage à n ou plusieurs dimensions tels que des maillages 3D volumineux dits out-of-core sur un ordinateur personnel, en évitant de charger dans la mémoire vive de la carte graphique de l'ordinateur personnel la totalité des données de maillage 3D haute résolution, évitant ainsi l'utilisation d'un serveur de rendu distant. Ainsi, la manipulation des 13 juillet 2012 P121183.FR.01 23 données de ces maillages à n dimensions est optimisée concernant les temps de calcul pour notamment afficher les maillages à n dimensions en haute résolution. La manipulation est également optimisée concernant les coûts associés à cette manipulation qui ne nécessite plus l'usage de serveurs coûteux possédant d'importantes capacités de stockage de données. Les modes de réalisation précédemment décrits sont indiqués à titre d'exemples uniquement. 13 juillet 2012

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Procédé pour manipuler un premier maillage haute résolution à n dimensions représentant un objet à n dimensions et comprenant un premier volume de données associées à des premiers indices, ledit procédé comprenant les étapes de : - sélection d'une zone prédéterminée dans un deuxième maillage basse résolution à n dimensions représentant l'objet à n dimensions et comprenant un deuxième volume de données associées à des deuxièmes indices, ledit deuxième volume de données étant inférieur au premier volume de données ; - détermination des deuxièmes indices associés à la représentation des données présentes dans la zone prédéterminée du deuxième maillage basse résolution ; - recherche, dans un fichier double résolution, des premiers indices associés à la représentation des données relatives au premier maillage haute résolution et correspondant auxdits deuxièmes indices, lesdits premiers et deuxièmes indices étant liés par une relation de correspondance pour représenter les données du premier maillage haute résolution en fonction des données du deuxième maillage basse résolution ; - détermination des premiers indices pour représenter les données relatives au premier maillage haute résolution et correspondant aux données relatives au deuxième maillage basse résolution pour la zone prédéterminée ; - génération d'un sous-maillage à n dimensions associé aux données du premier maillage haute résolution pour représenter la zone prédéterminée afin de permettre la manipulation des données, dans le 13 juillet 2012P121183.FR.01 25 premier maillage haute résolution, d'une partie du premier volume de données relatives à la zone prédéterminée.
2. 2. Procédé de manipulation selon la revendication 1, comprenant une étape d'indexation pour créer des relations de correspondance entre les données du premier maillage haute résolution et les données du deuxième maillage basse résolution.
3. 3. Procédé de manipulation selon la revendication 1 ou 2, comprenant une étape de fusion pour générer un maillage double résolution afin d'associer les données du premier maillage haute résolution et les données du deuxième maillage basse résolution au moyen des relations de correspondance.
4. 4. Procédé de manipulation selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape de sélection pour réduire le nombre de données au sein du deuxième maillage basse résolution afin de sélectionner les données pertinentes par rapport aux données relatives à la zone prédéterminée.
5. 5. Procédé de manipulation selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape de visualisation pour afficher le sous-maillage du premier maillage haute résolution relatif à la zone prédéterminée.
6. 6. Système pour la manipulation d'un premier maillage haute résolution à n dimensions représentant un objet à n dimensions et comprenant un premier volume de données associées à des premiers indices, ledit procédé comprenant : 13 juillet 2012P121183.FR.01 26 - un composant d'indexation (154) pour déterminer les premiers indices des relations de correspondance entre les données relatives au premier maillage haute résolution et les données relatives à un deuxième maillage basse résolution à n dimensions ; - un composant de fusion (156) pour combiner les données relatives au deuxième maillage basse résolution et les relations de correspondance afin de créer un maillage double résolution à n dimensions; - un composant de sélection (161) pour sélectionner une zone prédéterminée, dans le deuxième maillage basse résolution, - un composant de manipulation (160) pour permettre la manipulation dans le sous-maillage haute résolution du premier maillage haute résolution de la zone prédéterminée.
7. 7. Système selon la revendication 6, comprenant un composant de simplification (152) pour créer le deuxième maillage basse résolution à n dimensions comprenant un deuxième volume de données inférieur au premier volume de données.
8. 8. Système selon la revendication 6 ou 7, comprenant un composant de sélection (162) pour réduire le nombre de données au sein du deuxième maillage basse résolution afin de sélectionner les données pertinentes par rapport aux données relatives à la zone prédéterminée.
9. 9. Système selon l'une des revendications 6 à 8, comprenant un composant de détermination (163) pour déterminer la liste des premiers indices associés aux données relatives à la zone prédéterminée. 13 juillet 2012P121183.FR.01 27
10. 10. Système selon l'une des revendications 6 à 9, comprenant un composant de visualisation (160) pour afficher un sous-maillage haute résolution du premier maillage haute résolution, ledit sous-maillage haute résolution étant associé à la zone prédéterminée.
11. 11. Produit-programme d'ordinateur comprenant des instructions logicielles pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 5 lorsque ledit programme est exécuté par un processeur de données. 13 juillet 2012