THÈSE En vue de l'obtention du

Stefanie Hahmann

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
THÈSE En vue de l'obtention du DOCTORAT DE L'UNIVERSITÉ DE TOULOUSE Délivré par Institut National Polytechnique de Toulouse Discipline ou spécialité : Informatique JURY Stefanie Hahmann, Professeur à l'Institut de Technologie de Grenolble Eckehard Steinbach, Professeur à la Technische Universität München Mathias Paulin, Professeur à l'Université de Toulouse Wei Tsang Ooi, Asistant Professeur à la National University of Singapore Géraldine Morin, Maître de Conférences à l'Université de Toulouse Romulus Grigoras, Maître de Conférences à l'Université de Toulouse Ecole doctorale : Mathématiques, Informatique et Telecommunications de Toulouse Unité de recherche : Institut de Recherche en Informatique de Toulouse Directeur(s) de Thèse : Mathias Paulin Rapporteurs : Stefanie Hahmann, Eckehard Steinbach Présentée et soutenue par Sebastien Mondet Le 8 juin 2009 Titre : Modélisation et distribution adaptatives de grandes scènes naturelles

• ecole doctoral


• remote walkthrough


• maître de conférences


• datagram congestion


• packetization scheme works


• congestion control


• control protocol

Sujets

• Institut de recherche en informatique de Toulouse
• Institut national polytechnique de Toulouse
• Paulin
• Ludwig Maximilian University of Munich
• Progressive
• Université de Toulouse

Informations

• Publié par: profil-zyak-2012
• Publié le: 01 juin 2009
• Nombre de lectures: 27
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 6 Mo

Extrait

THÈSE

En vue de l'obtention du

DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE

Délivré parInstitut National Polytechnique de Toulouse Discipline ou spécialité :Informatique

Présentée et soutenue parSebastien Mondet Le8 juin 2009

Titre :Modélisation et distribution adaptatives de grandes scènes naturelles

JURY Stefanie Hahmann, Professeur à l'Institut de Technologie de Grenolble Eckehard Steinbach, Professeur à la Technische Universität München Mathias Paulin, Professeur à l'Université de Toulouse Wei Tsang Ooi, Asistant Professeur à la National University of Singapore Géraldine Morin, Maître de Conférences à l'Université de Toulouse Romulus Grigoras, Maître de Conférences à l'Université de Toulouse

Ecole doctorale :Mathématiques, Informatique et Telecommunications de Toulouse Unité de recherche :Institut de Recherche en Informatique de Toulouse Directeur(s) de Thèse :Mathias Paulin Rapporteurs :Stefanie Hahmann, Eckehard Steinbach

ii

University Of Toulouse

A DAPTIVE M ODELING AND D ISTRIBUTION OF L ARGE N ATURAL S CENES

Supervisor: Coadvisors:

Examiners:

Sebastien Mondet

Thesis Committee:

Mathias Paulin Géraldine Morin Romulus Grigoras Wei Tsang Ooi Stefanie Hahmann Eckehard Steinbach

(University of Toulouse) (University of Toulouse) (University of Toulouse) (National University of Singapore) (Grenoble Institute of Technology) (Munich University of Technology)

iv

Title:Adaptive Modeling and Distribution of Large Natural Scenes

Author:Sebastien Mondet

Advisors:Mathias Paulin, Géraldine Morin, Romulus Grigoras

Abstract: This thesis deals with the modeling and the interactive streaming of large natural 3D scenes. We aim at providing techniques to allow the remote walkthrough of users in a natural 3D scene ensuring botanical coherency and interactivity. First, we provide a compact and progressive representation for botanically realistic plant models. The topological structure and the geometry of the plants are represented by generalized cylinders. We provide a multireso lution compression scheme, based on standardization and instantiation, on differencebased decorrelation, and on entropy coding. Then, we study efficient transmission of these 3D objects. The proposed packetization scheme works for any multiresolution 3D representation. We validate our packetization scheme with extensive experiments over a WAN (Wide Area Network), with and without congestion control (Datagram Congestion Control Protocol). Finally, we address issues on streaming at the scenelevel. We optimize the viewpoint culling requests on serverside by providing an adapted data structure and we prepare the ground for our further work on scalability and deployment of distributed 3D streaming systems.

Keywords:Streaming, Plant models, Multiresolution, Progressive coding, Progressive transmission, Networked Virtual Environment

vi

Titre : turelles

Modélisation et distribution adaptatives de grandes scènes na

Auteur :Sebastien Mondet

Encadrants :Mathias Paulin, Géraldine Morin, Romulus Grigoras

Résumé : Cette thèse traite de la modélisation et la diffusion de grandes scènes 3D naturelles. Nous visons à fournir des techniques pour permettre à des util isateurs de naviguer à distance dans une scène 3D naturelle, tout en assur ant la cohérence botanique et l’interactivité. Tout d’abord, nous fournissons une technique de compression multi résolution, fondée sur la normalisation, l’instanciation, la décorrélation, et sur le codage entropique des informations géometriques pour des modèles de plantes. Ensuite, nous étudions la transmission efficace de ces objets 3D. L’algorithme de paquétisation proposé fonctionne pour la plupart des représentations multirésolution d’objet 3D. Nous validons les techniques de paquétisation par des expériences sur un WAN (Wide Area Network), avec et sans contrôle de congestion (Datagram Congestion Control Proto col). Enfin, nous abordons les questions du streaming au niveau de la scène. Nous optimisons le traitement des requêtes du côté serveur en fournissant une structure de données adaptée et nous préparons le terrain pour nos travaux futurs sur l’évolutivité et le déploiement de systèmes distribués de streaming 3D.

Motsclés :Streaming, Modèles de plantes, Multirésolution, Codage pro gressif, Transmission progressive, Environnement Virtuel Distribué

viii

Titulo:Modelización y distribución adaptables de grandes escenas natu rales

Autor:Sebastien Mondet

Supervisores:Mathias Paulin, Géraldine Morin, Romulus Grigoras

Resumen: Esta tesis se refiere a la modelización y la distribución de escenas 3D in teractivas naturales. Nuestro objetivo es proporcionar la tecnología para permitir a los usuarios navegar en una escena 3D natural a distancia al tiempo que se garantiza la coherencia botánica y la interactividad. En primer lugar, se proporciona una técnica de compresión multiresolu ción, sobre la base de la normalización, la instanciación, la decorrelación, y la codificación entropica de la información geométrica de modelos de plantas. A continuación, se estudia la transmisión eficaz de estos objetos 3D. El algoritmo de paquetización que proponemos funciona con la mayoría de las representaciones multiresolución de objetos 3D. Validamos las técnicas paquetización por experimentos en una Red de Área Amplia (WAN), con y sin control de la congestión (Datagram Congestion Control Protocol). Por último, se aborda las cuestiones del streaming al nivel de la escena. Optimizamos el procesamiento de consultas en el lado del servidor, pro porcionando una estructura de datos adaptada y preparamos el terreno para nuestro trabajo futuro sobre la escalabilidad y el despliegue de los sistemas distribuidos de streaming 3D.

Palabras clave:Streaming, Modelos de plantas, multiresolución, codifi cación entropíca, transmisión progresiva, Entorno Virtual Distribuido

x