Lobes de cosinus et visibilité pour la simulation d'éclairage

par Romuald Perrot

Thèse de doctorat en Informatique et application

Sous la direction de Daniel Meneveaux et de Lilian Aveneau.

Le président du jury était Christophe Renaud.

Le jury était composé de Daniel Meneveaux, Lilian Aveneau, Jean-Claude Iehl.

Les rapporteurs étaient Christophe Renaud, Kadi Bouatouch.


  • Résumé

    La simulation des réflexions lumineuses multiples à l'intérieur d'un environnement nécessite de résoudre une intégrale de premier ordre, récursive infinie, pour laquelle il n'existe pas de solution analytique dans le cas général. Certaines méthodes permettent de donner une solution théorique exacte, mais avec des temps de calcul trop important pour espérer produire plusieurs images par seconde dans un avenir proche. De nombreuses méthodes permettent de réaliser ces calculs de manière plus rapide, mais elles reposent sur des approximations dont les effets sont souvent visibles sur les images produites. Notre objectif est de proposer des solutions permettant de réduire les erreurs de calculs en exploitant deux approches complémentaires : (i) une homogénéisation des termes de l'équation de manière à la résoudre seulement à l'aide de quelques opérateurs simples ; (ii) la prise en compte précise des informations de visibilité pour réduire le biais des méthodes reposant sur une estimation de densité. A terme, notre objectif est de diminuer le coût des requêtes de visibilité de nos deux contributions. Pour cela nous envisageons notamment d'introduire des calculs hiérarchiques de visibilité de façon à amortir le coût global des requêtes.

  • Titre traduit

    Cosine lobes and visibility for lighting simulation


  • Résumé

    Simulating light transfer within a virtual environment requires to solve a first order, infinite recursive integral, that unfortunately doesn't have any solution in general cases. Though theoretically exact solutions exist, their computing time is not adapted to real-time rendering in a near future. Many methods have been proposed for accelerating these computations, but they rely on approximations that often produce visible artifacts on the resulting images. Our goal is to propose some new solutions that can reduce biases with two complementary approaches : (i) a new homogeneous representation of each term of the equation can be used to resolve it using only simple operators ; (ii) considering precise visibility information in order to reduce bias of methods that rely on density estimation. On the long range, we aim at reducing visibility requests costs of each contribution. For that purpose, we particularly plan to introduce hierarchical visibility computations so as to amortize queries cost.


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