Photographie à champ de lumière et optique numérique

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Ce programme de recherche concerne la photographie plénoptique. Selon le modèle établi de formation de l'image, une caméra ne peut produire qu'une seule photo de l'instant prise avec une seule configuration de paramètres (focal, position.). Cette limitation a conduit au développement d'un nouveau paradigme de la photographie et plus généralement de l'imagerie numérique. Il s'agit plutôt d'acquérir un champ de lumière et de le réutiliser pour produire et afficher ce champ. On peut aussi générer  à partir du champ des photos 2D couleur de l'instant avec plusieurs configurations de paramètres. L'implantation nécessite de revoir la caméra, l'affichage et la convergence technologique de ceux-ci et de l'ordinateur. Par exemple, on ajoute des microlentilles dans la caméra et dans l'écran. La stratégie que nous proposons est différente de l'existant puisqu'il s'agit d'une vision holistique dans laquelle nous considérons les champs de lumières lors de l'acquisition par une caméra (visible, infrarouge, ultraviolet.), lors de l'affichage et lors de l'acquisition par la rétine humaine. Elle s'appuie à la fois sur le modèle mathématique/physique des formations de champ et sur une démarche écologique qui consiste à numériser des composants optiques. L'implantation de cette stratégie permet ainsi de pratiquer la photographie plénoptique en utilisant des équipements usuels (appareil photo numérique, caméra de téléphone, PC, écran.), sans être obligé de les renouveler ou moderniser. Sur le plan méthodologique, nous revisiterons, avec une démarche unificatrice, les modèles de formation du champ de lumière pour l'acquisition et pour l'affichage à l'aide de concepts avancés de mathématiques/physique; nous proposerons des estimateurs du champ à partir d'une seule image prise par une caméra numérique usuelle; nous développerons des méthodes de fabrication et d'affichage de photos 3D à partir du champ; nous nous focaliserons sur les champs de lumière pris dans les spectres visible, infrarouge et ultraviolet; nous intégrerons les modèles résultants pour produire une plateforme avant-gardiste destinée à la photographie de demain. Le grand besoin en calcul des estimateurs de champ de lumière et des photos 3D conduira à mener aussi des travaux en algorithmique et en programmation parallèle à l'aide de processeur graphique (GPU). Enfin, de nombreuses expérimentations dans des conditions réelles seront conduites pour valider les modèles qui seront développés.**