Utilisation de la coherence des rayons lumineux pour le lancer de rayons

par JEAN-PHILIPPE THIRION

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Claude Puech.

Soutenue en 1990

à Paris 11 .

mots clés

• Sciences appliquees
• Informatique, automatique theorique, systemes
• Image de synthese
• Lancer de rayons
• Structures de donnees
• Lancer de faisceaux
• Coherence
• Arithmetique des intervalles
• Techniques d'acceleration
• Analyse d'algorithmes

Résumé

Le lancer de rayons est une technique pratique et souple pour le calcul d'images de syntheses. Cette technique permet plus generalement de decrire le comportement d'une surface d'onde vis-a-vis d'un ensemble complexe d'objets, en discretisant cette onde sous la forme de rayons elementaires, que l'on suit a chaque reflexion et refraction sur les surfaces rencontrees, le probleme, de nature algorithmique, consiste a determiner, le plus rapidement possible, les intersections entre des millions de rayons et des millions d'objets. De nombreuses etudes ont ete menees, afin de determiner la structure de donnee la mieux adaptee au lancer de rayons. Les recherches se portent maintenant sur les algorithmes de calcul d'intersection entre objets plus complexes, particulierement vers l'introduction de faisceaux utilisant la coherence des rayons lumineux. Cette these s'articule autour de trois idees principales, dont deux ont donne matiere a publication. La premiere est l'utilisation d'une structure de donnees nouvelle pour le lancer de rayons, appelee arbre binaire contracte ou trie, basee sur la representation binaire. Les idees suivantes sont deux utilisations de la coherence des rayons et cette these demontre pour la premiere fois que ce type de coherence peut conduire a une acceleration effective du lancer de rayons. L'une de ces methodes utilise l'arithmetique des intervalles, approche tres generale qui ne necessite pas d'autres hypotheses que celle de coherence entre les rayons. L'autre est un calcul exacte de visibilite, utilisant les arbres binaires de partition de l'espace, celle-ci presuppose la definition d'un point d'observation et de sources lumineuses ponctuelles. Cette derniere methode peut egalement etre utilisee pour le calcul des facteurs de forme des methodes de radiosite

Titre traduit

The USES OF RAY COHERENCE FOR RAY TRACING

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