Manipulations d'image expressives pour une variété de représentations visuelles - Expressive Image Manipulations for a Variety of Visual Representations

Abstract

La communication visuelle tire profit de la grande variété d'apparences qu'une image peut avoir. En ignorant les détails, les images simplifiées concentrent l'attention de l'observateur sur le contenu essentiel à transmettre. Les images stylisées, qui diffèrent de la réalité, peuvent suggérer une information subjective ou imaginaire. Des variations plus subtiles, comme le changement de l'éclairage dans une photographie, ont également un impact direct sur la façon dont le message transmis va être interprété. Le but de cette thèse est de permettre à un utilisateur de manipuler le contenu visuel et créer des images qui correspondent au message qu'il cherche à transmettre. Nous proposons plusieurs manipulations qui modifient, simplifient ou stylisent des images pour augmenter leur pouvoir d'expression. Nous présentons d'abord deux méthodes pour enlever les détails d'une photographie ou d'une vidéo. Le résultat de cette simplification met en valeur les structures importantes de l'image. Nous introduisons ensuite une nouvelle primitive vectorielle, nommée Courbe de Diffusion, qui facilite la création de dégradés de couleurs et de flou dans des images vectorielles. Les images créées avec des courbes de diffusion présentent des effets complexes qui sont difficiles à reproduire avec les outils vectoriels existants. Dans une seconde partie, nous proposons deux algorithmes pour la création d'animations stylisées à partir de vidéos et de scènes 3D. Ces deux méthodes produisent des animations qui ont l'apparence 2D de média traditionnels comme l'aquarelle. Nous décrivons enfin une approche pour décomposer l'information d'illumination et de réflectance dans une photographie. Nous utilisons des indications utilisateurs pour résoudre ce problème sous-contraint. Les différentes manipulations d'image proposées dans ce mémoire facilitent la création d'une variété de représentations visuelles, comme illustré par nos résultats. - Visual communication greatly benefits from the large variety of appearances that an image can take. By neglecting spurious details, simplified images focus the attention of an observer on the essential message to transmit. Stylized images, that depart from reality, can suggest subjective or imaginary information. More subtle variations, such as change of lighting in a photograph can also have a dramatic effect on the interpretation of the transmitted message. The goal of this thesis is to allow users to manipulate visual content and create images that corresponds to their communication intent. We propose a number of manipulations that modify, simplify or stylize images in order to improve their expressive power. We first present two methods to remove details in photographs and videos. The resulting simplification enhances the relevant structures of an image. We then introduce a novel vector primitive, called Diffusion Curves, that facilitates the creation of smooth color gradients and blur in vector graphics. The images created with diffusion curves contain complex image features that are hard to obtain with existing vector primitives. In the second part of this manuscript we propose two algorithms for the creation of stylized animations from 3D scenes and videos. The two methods produce animations with the 2D appearance of traditional media such as watercolor. Finally, we describe an approach to decompose the illumination and reflectance components of a photograph. We make this ill-posed problem tractable by propagating sparse user indications. This decomposition allows users to modify lighting or material in the depicted scene. The various image manipulations proposed in this dissertation facilitates the creation of a variety of visual representations, as illustrated by our results.