Techniques d'optimisation et d'accélération en synthèse d'image pour la méthode des radiosités

par Sylvain Michelin

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Didier Arquès.

Soutenue en 1995

à Besançon , en partenariat avec Université de Franche-comté. UFR des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Optimisation mathématique
• Radiosité
• Infographie

Résumé

En synthese d'images, la methode des radiosites est une technique de rendu qui simule les echanges energetiques a l'interieur d'une scene donnee. Ces echanges d'energie peuvent etre quantifies a l'aide de la theorie du transfert d'energie par rayonnement et portent le nom de facteur de forme. L'objectif des recherches presentees dans cette these est d'obtenir, dans le cadre de la radiosite, le plus rapidement possible des images realistes tout en maitrisant l'erreur introduite par les approximations realisees. Dans cet esprit, les resultats obtenus peuvent se decliner selon les trois points suivants: (1) obtention d'une formule exacte simplifiee qui remplace la classique double integrale de surface par une integrale simple de contour plus rapide a calculer. (2) prise en compte de la regularite des objets pour approximer le calcul des facteurs de forme grace a un developpement limite aux alentours d'une face de reference. La formule proposee prend tout son interet dans le cas de surfaces reglees pour lesquelles des simplifications importantes apparaissent. (3) un parallele complet a ete dresse entre les techniques precedentes et les equations de la methode zonale qui etend la radiosite classique aux milieux semi-transparents (simulation de fumee par exemple). Precisement, nous montrons que nous pouvons utiliser le theoreme de green-ostrogradski pour developper les integrales de volume en integrales de surface et que les techniques precedentes de calcul des facteurs de forme par developpement limite en serie de fonctions orthogonales, peuvent aussi s'appliquer de maniere efficace sur des ensembles de voxels bien ranges, permettant ainsi de reduire de maniere significative les temps de calcul de la methode zonale

Titre traduit

Optimization and acceleration techniques for rapid radiosity

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