Synthèse d’images réalistes en milieux fortement spéculaires
Auteur / Autrice : | Guillaume Bouchard |
Direction : | Victor Ostromoukhov, Jean-Claude Iehl |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Informatique |
Date : | Soutenance le 23/05/2014 |
Etablissement(s) : | Lyon 1 |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon (2009-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'InfoRmatique en Images et Systèmes d'information (Ecully, Rhône) |
Jury : | Président / Présidente : Daniel Méneveaux |
Examinateurs / Examinatrices : Victor Ostromoukhov, Jean-Claude Iehl, Cyril Soler, Stéphane Albin | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Kadi Bouatouch, Xavier Granier |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
La synthèse d'images est un outil utilisé dans de nombreuses industries, comme celle de l'art, des jeux vidéos, du cinéma ou de l'ingénierie. Tout particulièrement, les simulations lumineuses de qualité au réalisme avancé sont un outil de prototypage puissant et l'étude d'un modèle virtuel permet de prendre des décisions pertinentes dans le processus de conception d'un produit. Cependant, la simulation est un processus coûteux pouvant nécessiter de nombreuses heures de calcul en fonction de la complexité des scènes. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la complexité liée à la présence de matériaux spéculaires – les miroirs et les surfaces transparentes. Dans un contexte d'intégration numérique de Monte-Carlo, ces matériaux sont source de variance et ainsi augmentent les temps de calcul nécessaires à obtenir une image de qualité impliquant des phénomènes complexes comme les caustiques liées à la focalisation de la lumière, et les reflets. Après avoir mis en évidence les problématiques et contraintes caractéristiques des matériaux spéculaires, nous proposons un relâchement de ces contraintes au prix de l'introduction de biais – d'erreur – dans le calcul final. Nous proposons une heuristique permettant de pondérer une simulation non biaisée, mais peu effi- cace, et une simulation biaisée et plus efficace afin d'obtenir le meilleur compromis possible. Nos travaux étudient l'introduction de biais par régularisation, proposent des algorithmes efficaces de pondération et une méthode de visualisation interactive sur GPU. Pour finir, nos travaux ont permis l'amélioration du logiciel LuxRender, profitant ainsi à une grande communauté d'industriels et d'artistes