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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Mohamed Cheriet


PLAN DE COURS

Automne 2024
SYS840 : Graphisme et synthèse d'image (3 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours
Acquérir les techniques reconnues de communication interactive graphique et de synthèse d'image. Intégrer ces techniques dans des domaines d'application tels que la conception assistée par ordinateur, la modélisation géométrique structurelle, la réalisation de prototype informatique, la visualisation scientifique, la réalité virtuelle et l'animation par ordinateur.

Introduction au processus de synthèse d'image par ordinateur. Matériel et logiciel d'infographie. Normes graphiques (GKS, PHIGS, RenderMan, GL). Espace tridimensionnel, coordonnées homogènes, transformations géométriques tridimensionnelles. Projections. Systèmes de visualisation tridimensionnelle et pipeline de transformations. Modélisation géométrique : modèles polyédriques, modèles solides, représentations internes par les limites (B-REP) et par géométrie solide constructive (CSG). Courbes et surfaces paramétriques : représentations de Bézier, B-spline, NURBS. Élimination des parties cachées. Synthèse d'image : modèles de lumière, modèles de réflexion, modèles d'illumination, répartition des lumières. Lancer de rayons. Textures et ombrages. Rendu de volume. Théorie de la couleur. Animation d'images de synthèse.

Exemples d'application et réalisation de travaux pratiques avec différents logiciels d'infographie, de synthèse d'image et d'animation.



Objectifs du cours

Au terme du cours, l’étudiant ou l'étudiante devrait être capable de :

 

  • Comprendre, maîtriser et évaluer les différentes techniques d'infographie interactive, de synthèse d'image et d'animation par ordinateur;

 

  • Intégrer ces notions à des applications telles que la conception assistée par ordinateur, le prototypage informatique et la visualisation scientifique.



Stratégies pédagogiques

Le cours comprend des exposés magistraux, des démonstrations pratiques et des contributions pédagogiques présentées par les étudiants.

 

La partie théorique du cours est donnée sous la forme d'exposés magistraux au cours de la session, les deux dernières semaines étant réservées aux présentations des contributions pédagogiques des étudiants.

 

Une contribution pédagogique présentée à la fin de la session, permet de développer un sujet connexe au cours.  Cette contribution prend la forme d’une revue de littérature exhaustive et/ou d’un travail de programmation infographique sur un thème choisi par l’étudiant(e).




Utilisation d’appareils électroniques

Ne s'applique pas.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Jeudi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Thierry Cresson Activité de cours Thierry.Cresson@etsmtl.ca



Cours

              1.      Introduction                                                                                                                  

                        .        Images réelles/images de synthèse

                        .        Processus de synthèse d'images/tramage

                        .        Modèles géométriques

                        .        Matériel/logiciel

 

              2.      Visualisation 3-D                                                                                                         

                        .        Transformations 2D et 3D

                                 - coordonnées homogènes

                                 - opérateurs matriciels

                        .        Projections

                        .        Systèmes de visualisation

                        .        Pipeline de visualisation

 

              3.      Modélisation géométrique                                                                                        

                        .        Modèles polyédriques

                        .        Modèles solides

                        .        Modèles implicites

 

            4.         Rendu du volume et synthèse d’images en médecine                                     

                        .        Radiologie

                        .        Tomographie

                        .        Imagerie 3-D

 

            5.         Rendu d’images

                                  Lignes et surfaces cachées

                                 .         Techniques de suppression des surfaces cachées

                                 .         Revue des différents algorithmes

                                     Modèles de lumière

                                 .         Théorie de la couleur

                                 .         Modèles de réflexion

                                 .         Illumination incrémentale

 

              6.      Normes et langages graphiques

                        .        Introduction à VRML

                        .        Programmation de rendu 3D avec Open GL

 

              7.      Courbes et surfaces paramétriques                                                                      

                        .        Présentation des techniques paramétriques

                        .        Interpolation polynomiale

                        .        Formes d'Hermite, de Bézier, B-Splines, NURBS

                        .        Subdivision

 

              8.      Textures et ombrages                                                                                                

                        .        Textures 2D, techniques de mappage

                        .        Textures 3D

                        .        Modèles d’ombrage

 

              9.      Animation par ordinateur                                                                                          

                        .        Méthodes traditionnelles

                        .        Animation 3D et ordinateur

                        .        Méthodes de simulation

 

              10.    Lancer de rayons (ray tracing)                                                                                

                        .        Définition

                        .        Présentation algorithmique

                        .        Exemples

 

              11.    "Radiosité" (radiosity)                                                                                               

                        .        Définition

                        .        Présentation algorithmique

                        .        Exemples

 

              12.    Contributions pédagogiques                                                                                   

 

              13.    Contributions pédagogiques               

 




Laboratoires et travaux pratiques

Ne s'applique pas.




Évaluation

Contribution pédagogique individuelle : 60 %

 

Revue de la littérature sur un thème choisi et/ou projet de programmation Autodesk Maya.  Cette contribution pédagogique comprend une présentation orale et un rapport écrit.

 

Examen final : 40 %

 

Examen de type ‘take home’ portant sur la matière connexe au contenu théorique vu en classe.




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 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Ne s'applique pas.




Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (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 étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-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 tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire

Aucune




Ouvrages de références

 

A. Watt, "3D Computer Graphics, Third Edition".  Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 2000.

 

Watt & M. Watt,  "Advanced animation and rendering techniques (theory and practice)", Addison-Wesley, 1992.

 

M. Woo & al, "OpenGL Programming Guide , Version 1.2". Addison-Wesley, 2002

 

R Carey & al, "The Annotated VRML 2.0 Reference Manual". Addisson-Wesley, 1998

 

J.D. Foley, A. van Dam, S.K. Feiner, J.F. Hughes, R.L Philips, "Introduction to Computer Graphics", Addison-Wesley, Reading, Massachussets, 1994, 557 pages.

 

J.D. Foley, A. van Dam, S.K. Feiner, J.F. Hughes, "Computer Graphics, Principles and Practice", Second Edition, Addison-Wesley, Reading, Massachussets, l990, ll74 pages.

 

http://www.softimage.com/ : Site officiel de Softimage

 

www.vtk.org : Ressources et Spécifications VTK

 

www.web3d.org : Ressources et Spécifications VRML

 

www.opengl.org : Site officiel du OpenGL ARB. Spécifications, cours et derniers développements OpenGL.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca




Autres informations

Ne s'applique pas.