Le terme de réalité augmentée est apparu au début des années 1990 avec l'objectif d'augmenter la perception de l'utilisateur en ajoutant à la scène perçue des informations telles que sons, annotations textuelles, objets virtuels... La réalité augmentée est par nature interactive et tridimensionnelle ce qui signifie qu'à chaque instant, les éléments ajoutés doivent être correctement recalés par rapport au monde réel vu par l'utilisateur. De très nombreuses applications de ce concept ont été développées dans les domaines de l'imagerie médicale, l'aide à la maintenance, le travail collaboratif, l'architecture l'héritage culturel, les jeux ... D'un point de vue pratique, la visualisation de la scène est faite à l'aide d'un casque ou de lunettes spécifiques, ou plus simplement en utilisant un dispositif portable (téléphone, tablette...). Pour parvenir à une intégration cohérente, les objets virtuels doivent être rendus à chaque instant avec le point de vue/pose de la caméra portée par l'utilisateur. Il est donc nécessaire de disposer de méthodes fiables et temps réel de calcul de pose. Par ailleurs, il est indispensable d'avoir un modèle de la scène, d'une part car la plupart des méthodes de calcul de pose reposent sur un ensemble de mises en correspondance entre images et modèle, mais également afin de gérer les interactions entre monde réel et objets virtuels comme les occultations et les ombrages mutuels. Les modèles en nuages de points sont utiles au calcul de pose, mais la gestion des interactions entre le réel et le virtuel nécessite d'utiliser des modèles surfaciques. Nous nous attachons dans ce chapitre à faire un état de l'art de ces deux verrous fondamentaux de la réalité augmentée que sont le calcul de pose et l'acquisition d'un modèle de scène dans le cadre très fréquent de la vision monoculaire.

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