Uma abordagem baseada em texels para síntese de texturas que variam progressivamente

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Leandro Tonietto

Orientador Marcelo Walter

Mestrado em Computação Aplicada

Março/2005

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Introdução

Problema: custo/dificuldade de criar cenas com

realismo visual.

Mapeamento de texturas para incrementar realismo

visual das cenas sintetizadas. [Catmull1974].

Como adquirir texturas de boa qualidade visual?

Solução: sintetizar texturas a partir de amostras.

Texturas homogêneas x com variação progressiva.

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Objetivo

Sintetizar texturas do tipo PVT a partir de

amostras

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Conceitos

Síntese de texturas a partir de amostras:

dada uma amostra de textura S, gerar

uma nova textura R, de tamanho

qualquer, que contenha o mesmo padrão

visual de S.

Texel: elemento característico

da textura que define o padrão

visual da mesma.

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Revisão

Classificamos os trabalhos em três

categorias:

Abordagem pixel-a-pixel

Efros e Leung 1999, Wei e Levoy 2000, Ashikhmin

2001, Tonietto e Walter 2002 e Zhang et al. 2003.

Abordagem por preenchimento de blocos

Liang et al. 2001, Efros e Freeman 2001

Síntese de PVT

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Pixel-a-pixel

Wei e Levoy 2000

Tonietto e Walter 2002

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Preenchimento por blocos

Efros e Freeman 2001

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PVT

PVT (progressively-variant textures): texturas que são

homogêneas numa pequena localidade, mas que no todo

variam progressivamente. Proposto por Zhang et al. 2003.

Máscara de textons: imagem em poucas cores (em geral

utilizaram binária) que destaca os texels da amostra.

Texton: representação de um texel na máscara.

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PVT

Algoritmo base: Parte de uma amostra, um conjunto de

orientações, um conjunto de escalas e uma máscara de

textons.

Algoritmo sintetiza um pixel

modificando o formato da

vizinhança para procura da

melhor combinação. Depois é

feita a validação com a máscara

de textons.

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Modelo

Síntese de texturas tipo PVT com texels como

unidade de síntese (nem pixel, nem bloco

retangular).

Os texels não são “quebrados” e contêm somente

informações necessárias para combinação.

Síntese através de agrupamento de texels.

Operações e transformações sobre texels para

sintetizar PVT.

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Modelo

– Modelo Alto-Nível

O usuário informa amostra, a cor-de-fundo, as

escalas-chave, as orientações-chave, as

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Identificação e formação do conjunto de texels

através da máscara de textons.

Alternativa com imagem auxiliar

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O conjunto de texels pode ser ampliado com

variações dos texels originais, por exemplo, com

texels espelhados.

Modelo

– Definição do

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Processo de identificação das áreas onde os

texels se conectam.

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Comparando apenas o

canal alfa das áreas de

conexão

Comparando os canais

RGB e o alfa das áreas de

conexão.

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A textura é sintetizada a partir de um ou mais

texels-chave, conectando os novos texels nas

áreas de conexão do atual.

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Texels concorrem por um posição com algum

outro texel-primo.

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Limite de tolerância à sobreposições

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Orientações (Rotação e translação) e Escalas

sobre os texels

Modelo

– Orientações e Escalas

Orientação de 45°

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Uso de operadores reforçar características PVT

Modelo

– Operadores

dilatação

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Preenchimento de falhas com algoritmos

pixel-a-pixel ou com cor única.

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Resumo do Algoritmo

1. Sintetizador recebe um modelo contendo

informações-chave, parâmetros e amostra.

2. Começa a síntese pelos texels-chaves. Conecta novos texels

nas áreas ainda não conectadas dos texels sintetizados no

passo anterior. Considera a escala que o texel deve ter,

caso ele esteja dentro do raio de ação de alguma

escala-chave.

3. Seleciona texels que concorrem a uma mesma vaga.

4. Aplica orientação para os texels que estejam dentro do raio

de ação de alguma orientação-chave.

5. Aplica operadores

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Resultados

– Não PVT Artificial

Levoy

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Resultados

– Não PVT Natural

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Conclusão

1. Nova abordagem de síntese mostrou-se

muito boa para síntese PVT, garantindo

integridade dos texels.

2. Aplicação de transformações e operadores

garantem resultado PVT.

3. Fácil para o usuário estabelecer controle

sobre o resultado final.

4. Permite grande diversidade de resultados a

partir de uma mesma amostra.

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Trabalhos Futuros

Aplicação de outros operadores para

aumentar a diversidade de resultados

possíveis.

Um algoritmo mais eficiente para

segmentação dos texels.

Método de preenchimento de falhas com

texels.

Uso de outro algoritmo pixel-a-pixel para

melhorar a qualidade e a performance do

processo de preenchimento de falhas

pixel-a-pixel