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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Eric Paquette

PLAN DE COURS

Automne 2023
MTI836 : Surfaces discrètes : représentation, algorithmes, et traitement (3 crédits)

Préalables
Aucun préalable requis

Descriptif du cours
Ce cours vise à initier les étudiantes et les étudiants aux approches permettant de concevoir des systèmes pour traiter des surfaces discrètes. Il présente des outils mathématiques utilisés pour le traitement des surfaces, de même que des approches algorithmiques pour représenter et traiter les surfaces.

Au terme de ce cours, les étudiantes et les étudiants seront en mesure de : choisir les opérations appropriées pour modifier une surface discrète; réaliser des opérations sur des surfaces discrètes; développer des applications qui traitent des surfaces discrètes.

Les sujets abordés sont : représentation polygonale, maillages de polygones, filtrage de surfaces, Laplacien, édition de surface, qualité des maillages, amélioration de maillages, paramétrisation, mesure de distorsion, courbure, distance géodésique, chemin géodésique, mise en correspondance, reconstruction de surfaces.

Objectifs du cours

Connaître et savoir utiliser les bases du traitement de surfaces représentées par des polygones.

Stratégies pédagogiques

Les objectifs seront atteints par un enseignement magistral de trois heures par semaine, d’une série de quiz, des travaux d’implémentation et une présentation.

Utilisation d’appareils électroniques

Les appareils électroniques seront tolérés en classe, seulement s'ils sont utilisés pour des fins utiles aux apprentissage du cours magistral. Aucun enregistrement (photographie, film ou audio) ne sera toléré sans l'accord explicite des personnes concernées. Toute personne qui dérange le déroulement du cours pourrait être expulsée de la classe.

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Jeudi	08:30 - 12:00	Activité de cours

Coordonnées du personnel enseignant le cours

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Eric Paquette	Activité de cours	Eric.Paquette@etsmtl.ca	A-4460

Cours

Modélisation de surfaces - polygones, maillages, structures de données, matrice d'adjacence (3 heures)
Propriétés de triangles, maillages et surface - normale, courbure, homéomorphisme, topologie, coordonnées barycentriques, valence, degré (3 heures)
Visualization de propriétés sur des surfaces, outils pour le traitement de maillage, outils mathématiques - couleurs HSV, moindres carrés, staggered grid, jacobien (3 heures)
Volume englobant, enveloppe convexe (3 heures)
Qualité des polygones et maillages - retrait/ajout d'arête, sommet (3 heures)
Traitement de surface - lissage, filtrage, subdivision (3 heures)
Déformation de surface - déformation libre, par Laplacien, par gradient (3 heures)
Déformation de surface pour l'animation - blend shapes, squelette d'animation, linear blend skinning, dual-quaternion (3 heures)
Textures et paramétrisation (3 heures)
Mesures de distortion (3 heures)
Reconstruction de surface, triangulation - nuage de points, Delaunay, Poisson, marching cubes (3 heures)
Distances - L₀, L₁, L₂, Dijkastra, géodésique, Hausdorff (3 heures)
Courbes et surfaces - Bézier, BSplines, surfaces de subdivision, surfaces implicites (3 heures)

La matière ne sera pas nécessairement présentée dans cet ordre. Le nombre d'heure indiqué est à titre indicatif.

Laboratoires et travaux pratiques

Il n'y a pas de périodes de laboratoires à l'horaire.

Dans le cadre du cours, l'étudiant(e) réalise l'implémentation de techniques de modélisation et traitement de maillages. L'étudiant(e) doit choisir entre deux options :

réaliser un projet personnel et présenter ce projet
réaliser des devoirs et présenter un article scientifique

L'étudiant(e) doit réaliser ces travaux individuellement.

Évaluation

30 % Quiz (3 x 10 %)
40 % Travail de réalisation de traitement de surfaces
- projet personnel (proposition 5 %, rapport intermédiaire 10 %, rapport final 15 %, présentation 10 %)
- ou devoirs d'implémentation (3 x 10 %) et présentation d'un article scientifique (10 %)
30 % Examen final

Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux

Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Un travail remis en retard subira une pénalité de 20 % à laquelle s'ajouteront 20 % de pénalité par jour complet de retard. Lorsque plusieurs éléments sont à remettre pour un même travail, le travail est considéré complet seulement lorsque tous les éléments sont remis.

Absence à une évaluation
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).

Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Documentation obligatoire

Aucune

Ouvrages de références

BOTSCH, KOBBELT, PAULY, ALLIEZ, LÉVY, Polygon Mesh Processing, A K Peters, 2010.

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

ena.etsmtl.ca/

Tutoriel de libigl : libigl.github.io/tutorial/