Dans le cadre des simulations interactives, le manque de modèles géométriques reste une des limitations majeurs des simulateurs. Actuellement, les simulateurs commerciaux ne propose pas ou un tout cas, un nombre limité de cas. Un grand nombre des travaux abordent cependant ce sujet tout au long de ces deux dernières décennies. Malgré une vaste littérature, les méthodes ne sont pas adaptées à un contexte interactive, plus particulièrement quand il s'agit des réseaux vasculaires. Dans cette thèse, nous considérons le problème de la segmentation et la reconstruction des vaisseaux sanguins à partir de données patients en 3DRA. Pour ce faire, nous proposons deux nouveaux algorithmes, un pour la segmentation et un autre, pour la reconstruction. Tout d'abord, le réseau vasculaire est construit grâce à un algorithme de suivi de la ligne centrale des vaisseaux. De plus, notre procédure de suivi extrait des point à la surface des vaisseaux de manière robuste. Deuxièmement, ces points sont estimés par une surface implicite (un blobby model) qui est raffinée de façon itérative. Les résultats du suivi et de la reconstruction sont produit à partir de données synthétiques et réelles. Lors de la simulation de la navigation d'outils interventionnels, notre modèle géométrique remplit les exigences des simulations interactives : une prédiction et détection rapide des collisions, l'accès à l'information topologique, une surface lisse et la mise à disposition de quantités différentielles pour la résolution des contacts. / In the context of interactive simulation, the lack of patient specific geometrical models remains one of the major limitations of simulators. Current commercial simulators proposed no or a limited number of cases. However, a vast literature on the subject has been introduced in the past twenty years. Nevertheless, the proposed methods are not adapted to an interactive context, especially when dealing with vascular networks. In this work, we address the problem of blood vessel segmentation and reconstruction from 3DRA patient data. To this end, we propose two novel algorithms for segmentation and reconstruction. First, the vessel tree is built by tracking the vessel centerline. Our dedicated tracking process also extracts points on the vessel surface in a robust way. Second, those points are fitted by an implicit surface (a blobby model) that is iteratively refined. Tracking and reconstruction results are reported on synthetic and patient data. Simulations within an interventional tool navigation context showed that the resulting geometrical model complies with interactive simulation requirements : fast collision detection and prediction, topology information, smoothness and availability of differential quantities for contact response computation.

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This thesis presents a prototype system for generating animation control systems for isosurface-based characters that blurs the distinction between a skeletal rig and a particle system. Managing articulation and deformation set-up can be challenging for amorphous characters whose surface shape is defined at render time and can only be viewed as an approximation during the process of defining an animation performance. This prototype system utilizes conventional scripted techniques for defining animation control systems integrated with a graphical user interface that provides art directable control over surface contour, shape and silhouette for isosurface-based characters. Once animated, these characters can be rendered using Rendermans RIBlobby implementation and provide visual feedback of fluid motion tests. The prototype system fits naturally within common practices in digital character setup and provides the animator control over isosurface-based characters.

Dans le cadre des simulations interactives, le manque de modèles géométriques reste une des limitations majeures des simulateurs. Actuellement, les simulateurs commerciaux ne proposent pas ou un tout cas, un nombre limité de cas. Un grand nombre des travaux abordent cependant ce sujet tout au long de ces deux dernières décennies. Malgré une vaste littérature, les méthodes ne sont pas adaptées à un contexte interactif, plus particulièrement quand il s'agit des réseaux vasculaires. Dans cette thèse, nous considérons le problème de la segmentation et la reconstruction des vaisseaux sanguins à partir de données patients en Angiographie Rotationnelle (RA) 3D. Pour ce faire, nous proposons deux nouveaux algorithmes, un pour la segmentation et un autre, pour la reconstruction. Tout d'abord, le réseau vasculaire est construit grâce à un algorithme de suivi de la ligne centrale des vaisseaux. De plus, notre procédure de suivi extrait des points à la surface des vaisseaux de manière robuste. Deuxièmement, ces points sont estimés par une surface implicite (un blobby model) qui est, à son tour, raffinée de façon itérative. Les résultats du suivi et de la reconstruction sont produit à partir de données synthétiques et réelles. Lors de la simulation de la navigation d'outils interventionnels, notre modèle géométrique remplit les exigences des simulations interactives: une prédiction et détection rapide des collisions, l'accès à l'information topologique, une surface lisse et la mise à disposition de quantités différentielles pour la résolution des contacts.

This thesis deals with blobs modeling and visualizing (iso-surfaces, implicit-surfaces). It includes implementation of full-featured editor of these objects. It provides real-time operations over surfaces. The work also contains its motivation - where this modeling technique comes from, required equations and computations needed for surface rendering and algorithms used for blobs visualization.