Extraction d'informations tridimensionnelles à partir d'images -- Application à l'informatique graphique

This dissertation focuses on the creation of the information used in Computer Graphics. We especially concentrate on the data needed to render images. We do not ask the user to work directly on the object modeling but we rely on her to provide one or several images of the targeted object. These pictures are then automatically analyzed to extract the sought data. From this approach, we expect data more faithful to the original object and a shorter creation time for the user. Our work is centered on three case studies that have useful applications. We first recover the surface of a matte object from a short image sequence whose viewpoint is moving. We then show how the appearance of a human face is retrieved from a single image and how the extracted data are used to render the original face under a new lighting environment. We end with a technique to capture the hair geometry using multiple images from a fixed viewpoint and a moving light. We introduce several theoretical and technical contributions that enhance both precision and robustness of the capture. Results are provided to illustrate these improvements.Le sujet de cette thèse porte sur la création des données utilisées en informatique graphique pour synthétiser des images. On ne demande pas à l'utilisateur de modéliser l'objet souhaité mais plutôt d'en fournir une ou plusieurs photographies. Ces images sont automatiquement analysées pour en extraire l'information recherchée. On attend de cette approche des données plus fidèles à l'original et un temps de création plus court pour l'utilisateur. Nos travaux sont centrés sur trois cas d'études qui mènent à des applications utiles. Tout d'abord, nous reconstruisons la surface d'un objet matte à partir d'une séquence d'images dont le point de vue se déplace. Nous capturons ensuite l'apparence d'un visage à partir d'une seule image et montrons comment les données récupérées sont utilisées pour synthétiser ce visage sous un nouvel éclairage. Nous terminons avec la capture de la géométrie d'une chevelure à partir de plusieurs images prises avec une caméra fixe et une lumière qui se déplace. Nous introduisons plusieurs contributions théoriques et techniques qui améliorent aussi bien la précision que la robustesse de la capture. Des résultats illustrent ces améliorations