Algorithmes pour la Simulation Visuelle de Scènes Naturelles

L’objet de cette these est de proposer des algorithmes permettant de synthetiser des scenes naturelles complexes, par le nombre des objets qui les composent, par leur forme et par les phenomenes optiques qui peuvent caracteriser certains objets ou phenomenes naturels, dans l’eau ou l’atmosphere. Notre objectif est de synthetiser, avec une certaine interactivite, des images simulant leur apparence. Pour atteindre cet objectif, nous proposons des algorithmes permettant de resoudre divers problemes. Nous proposons tout d’abord un algorithme qui permet de combiner, pour une image de donnee, des systemes de visualisation conventionnels et une representation spectrale. Cette technique permet de simuler visuellement une scene ou se produisent partiellement des effets optiques complexes (diffraction, interference, etc. ), en quelques secondes. Nous introduisons ensuite un algorithme permettant de modeliser et visualiser des motifs de couleur, des motifs de fleurs, par exemple. Une application de cet algorithme aux variations saisonnieres des feuilles est egalement presente. Pour les scenes d’une complexite qui n’est pas a la portee des techniques de simulation et de visualisation, nous presentons un algorithme qui permet de synthetiser des scenes naturelles a l’aide d’echantillons d’images. Nous presentons ainsi d’abord une approche dite "Tile-based texture synthesis", fondee sur l’optimisation de la qualite de l’echantillon selectionne a l’aide de techniques d’intelligence artificielle. Ensuite, nous presentons une technique de generation de textures guidee par des cartes presentant les caracteristiques perceptuelles globales de l’echantillon retenu.