3D-reconstruction with refraction

L'ambre est une résine fossilisée provenant d'anciens conifères. On le trouve dans de nombreux endroits et, si l'on est attentif, on peut y découvrir des vestiges du passé. Qu'il s'agisse de plantes ou d'insectes, ces fossiles ont des millions d'années. À l'heure où l'on étudie l'évolution du monde vivant qui nous entoure, les entomologistes aimeraient pouvoir étudier ces insectes en détail afin de les relier aux insectes d'aujourd'hui. Si une méthode de base consiste à les observer au microscope, une autre consisterait à fournir un modèle 3D de ces insectes afin de pouvoir les observer plus facilement et de pouvoir prendre des mesures.Cette thèse étudie les méthodes de reconstruction 3D d'objets immergés dans des milieux réfringents, avec l'idée d'aborder le cas complexe de l'ambre dans de futurs travaux. La recherche intègre des méthodes géométriques et photométriques, ainsi que des techniques neuronales de rendu inverse pour développer des pipelines de reconstruction 3D robustes et précis.Le premier axe est une méthode basée sur le multi-vues, qui fournit un maillage triangulaire d'un polyèdre en utilisant la détection des sommets et l'estimation de la trajectoire de l'ellipsoïde. Grâce à la connaissance de la forme du milieu, on a ensuite travaillé sur l'adaptation de la stéréo multi-vues à la réfraction. Parallèlement, l'adaptation de la stéréophotométrie dans le cas d'une interface plane réfringente entre la caméra et l'objet a également été étudiée. Enfin, suite aux travaux sur les méthodes neuronales pour la reconstruction 3D, nous avons proposé un pipeline pour la reconstruction 3D avec des détails fins en utilisant des images multi-vues multi-éclairages. Les derniers travaux, qui ne sont pas encore totalement concluants, ont porté sur l'obtention de cartes de normales réfractées et sur l'intégration multi-vues de ces cartes de normales dans le cadre d'un dioptre réfringent polyédrique.