TP5: Insertion d'objets virtuels

Partie 1: Capturer plusieurs expositions d'une sphère métallique

Scene 1:

Scene 2:

Partie 2: Convertir les images capturées en une carte de radiance à haute plage dynamique

Fichier pincipal: create_radiance_map.m

Fonction utilisée: gsolve.m (Version fournie légerement modifiée)

Scène 1

fonction g(Zij):

image HDR:

Carte de radiance:

On constate sur la carte de radiance que certains pixels semblent encore saturés. Ceci créer des artéfacts. Par contre, la carte semble tout de même utilisable pour la prochaine étape.

Scène 2

fonction g(Zij):

image HDR:

Carte de radiance:

On constate que l'image HDR et la carte d'irradiance sont un peu flou même si les images initiales sont focusé sur la réflection. L'alignement des images est sûrement moins bon que pour la scène 1.

Scène de test

fonction g(Zij):

image HDR:

Carte de radiance:

L'algorithme de reconstruction de la carte d'irradiance semble bien fonctionner. L'image HDR est claire et les fluorescents sont biens définis dans la carte. La courbe de g(Zij) est assez lisse et monotone

• Étape 1: Les images sont découpées, centrées et mise à l'échelle afin de faciliter le traitement. La selection de la sphère se fait manuellement dans une des images.
• Étape 2: Une fonction de poid w(Zij) est calculée. J'ai choisi une fenêtre de hanning car elle est facile a calculé sous Matlab (hann(256) et celle-ci ressemble à la distribution demandée (triangulaire).
• Étape 3: Sampling uniforme sur la sphere à l'aide d'un masque
• Étape 4: La fonction gsolve de Debevec est utilisée.
  • Intensité du pixel (i,j): Zij = f(Ei x Tj)
  • Si f est monotone (f inversible): f^{-1}(Zij) = Ei x Tj
  • Linéarisation du problème par le log: ln(f^{-1}(Zij)) = g(Zij) = ln(Ei) + ln(Tj)
  • Ajout du critère de continuité avec poid lambda
  • Moindre carré pour trouver g(zij)
• Étape 5: Équation 6 de l'article de Debevec pour calculer ln(Ei) pour chaque canal
• Étape 6: exp(ln(Ei))
• Étape 7: Mise à l'échelle par la réflexivité de la sphère (~0.6)
• Étape 8: Afin d'afficher l'image HDR en couleur, on ramene a une plage dynamique entre 0-1 par: (exposureRGB)./(alpha+(exposureRGB))
• Étape 9: La carte de radiance Ei est sauvegardé en format .hdr

Partie 2: Rendu d'objets synthétiques dans des photos

Fichier pincipal: Composition.m

• R: image rendue avec les objets
• E: image rendue sans les objets
• M: masque des objets
• I: image d'arrière-plan

Scène de test

Image d'arrière-plan

Image rendue sans les objets (Diffuse BRDF)

Masque des objets

Image rendue avec les objets

Composition

L'image composite donne un résultat semblable a l'image fournie dans le TP. Par contre, on constate que l'intensité utilisé est plus faible et les objets ont l'air plus foncés. Tout de même, l'ajout des objets n'est pas si mal.

Scène 1

Image d'arrière-plan

Image rendue sans les objets (Velvet BRDF avec haute granularité pour simuler le tapis)

Masque des objets

Image rendue avec les objets

Composition

La scène a été modélisée avec un seul plan qui recouvre la moitié de la zone de but du terrain de soccer miniature. Une BRDF velvet a été choisi afin de reproduire la tecture du tapis. Par contre, la faible résolution ne l'image de permet pas de bien voir l'effet texturé. En comparant l'ombre de la vraie balle de golf avec celle ajoutée, on constate un décalage vers la gauche. Probablement que les photos de la sphère n'étaient pas assez bien alignées par rapport à la photo de la scène vide. L'ombre reste tout de meme convaincante. Afin de rendre le résultat plus réaliste, il faudrait ajouter des défauts sur la balle et modifier l'équilibre des blancs.

Scène 2

Image d'arrière-plan

Image rendue sans les objets

Masque des objets

Image rendue avec les objets

Composition

L'alignement du lapin a été très pénible puisque mon ordinateur ne semblait pas apprécier l'interface de Blender. Chaque action était decalé de quelques secondes et les mouvements des objets étaient très fastidieux. Ceci explique pourquoi le lapin semble flotter sur la table. Le lapin a une meilleur résolution que la pomme sur la table ce qui donne un effet assez étrange sur l'image composite. Le sol a été modélisé avec un plan et une BRDF diffuse. L'ombre du lapin n'est pas si mal mais sa couleur est un peu étrange dans l'image composite. L'éclairage provient tout de même de la bonne direction en général.