Back to Search Start Over

Discrete Modal Decomposition: a new approach for the reflectance modeling and rendering of real surfaces

Authors :
Hugues Favreliere
Maurice Pillet
Serge Samper
Gaëtan Le Goïc
Gilles Pitard
Alamin Mansouri
Simon-Frédéric Desage
Laboratoire SYstèmes et Matériaux pour la MEcatronique (SYMME)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])
Imagerie et Vision Artificielle [Dijon] (ImViA)
Université de Bourgogne (UB)
Laboratoire d'Electronique, d'Informatique et d'Image [EA 7508] (Le2i)
Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université de Bourgogne (UB)-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)
Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
MeSurA project (Measuring Surface Appearance): the centre technique de l'industrie et du decolletage (CETIM-CTDEC)
Centre technique du comité Franceclat (CETEHOR)
Société OPTO France
Conseil départemental de Haute-Savoie
DRAC-Bourgogne
European Project: COSCH
Laboratoire SYstèmes et Matériaux pour la MEcatronique ( SYMME )
Université Savoie Mont Blanc ( USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry] )
Laboratoire d'Electronique, d'Informatique et d'Image UMR CNRS 6306 ( Le2i )
Université de Technologie de Belfort-Montbeliard ( UTBM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers ( ENSAM ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
European Project : COSCH
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Machine Vision and Applications, Machine Vision and Applications, 2017, 28 (5-6), pp.607-621. ⟨10.1007/s00138-017-0856-0⟩, Machine Vision and Applications, Springer Verlag, 2017, 28 (5-6), pp.607-621. 〈https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00138-017-0856-0〉. 〈10.1007/s00138-017-0856-0〉, Machine Vision and Applications, Springer Verlag, 2017, 28 (5-6), pp.607-621. ⟨10.1007/s00138-017-0856-0⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

International audience; Reflectance Transformation Imaging is a recent technique allowing for the measurement and the modeling of one of the most influential parameters on the appearance of a surface, namely the angular reflectance, thanks to the change in the direction of the lighting during acquisition. From these photometric stereo images (discrete data), the angular reflectance is modeled to allow both interactive and continuous relighting of the inspected surface. Two families of functions, based on polynomials and on hemispherical harmonics, are cited and used in the literature at this aim, respectively, associated to the PTM and HSH techniques. In this paper, we propose a novel method called Discrete Modal Decomposition (DMD) based on a particular and appropriate Eigen basis derived from a structural dynamic problem. The performance of the proposed method is compared with the PTM and HSH results on three real surfaces showing different reflection behaviors. Comparisons are made in terms of both visual rendering and of statistical error (local and global). The obtained results show that the DMD is more efficient in that it allows for a more accurate modeling of the angular reflectance when light-matter interaction is complex such as the presence of shadows, specularities and inter-reflections.

Details

Language :
English
ISSN :
09328092 and 14321769
Database :
OpenAIRE
Journal :
Machine Vision and Applications, Machine Vision and Applications, 2017, 28 (5-6), pp.607-621. ⟨10.1007/s00138-017-0856-0⟩, Machine Vision and Applications, Springer Verlag, 2017, 28 (5-6), pp.607-621. 〈https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00138-017-0856-0〉. 〈10.1007/s00138-017-0856-0〉, Machine Vision and Applications, Springer Verlag, 2017, 28 (5-6), pp.607-621. ⟨10.1007/s00138-017-0856-0⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0c979d64ce46115a54d6167876eda52e
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s00138-017-0856-0⟩