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THÈSE En vue de l'obtention du

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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


Subjects

Informations

Published by
Published 01 June 2009
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Language English
Document size 6 MB
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
ADAPTIVEMODELING ANDDISTRIBUTION OF LARGENATURALSCENES
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
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