| Titre : | Illumination globale efficace de scènes 3D à base de points: application aux fluides basés particules |
| Auteurs : | Ali Beddiaf, Auteur ; Mohamed Chaouki Babahenini, Directeur de thèse |
| Type de document : | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2018 |
| Format : | 1 vol. (101 p.) / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Représentation à base de points,Illumination globale,niveaux de détail,rendu 3D réaliste,GPU. |
| Résumé : | Les images rendues en utilisant des algorithmes d'illumination globale sont plus photo-réalistes que les images rendues en utilisant des algorithmes d'illumination locale. Cependant, ils sont également beaucoup plus lents et plus coûteux en termes de temps de calcul. Une approche commune est de calculer l'illumination globale d'une scène et de stocker cette information avec la géométrie (principe de radiance). Ces données stockées peuvent alors être employées pour produire des images de différents points de vue, produisant ainsi différentes images d'une même scène sans devoir refaire un calcul d'éclairage à chacun des changements d'angle. Les technologies récentes d'acquisition de données en trois dimensions fournissent un grand nombre de points non-structurés en trois dimensions ainsi que le temps de calcul généré par les modèles polygonaux complexe, ont motivé l’apparition du rendu { base de points, ainsi chaque point est considéré indépendamment et possède ses propres caractéristiques. La thèse s’intéresse aux modèles de rendu réaliste en synthèse d’images, en particulier à la simulation de fluides basés particules. Leur intérêt est de calculer précisément une solution d’illumination qui permet notamment de produire des images réalistes basée sur les interactions complexes entre la lumière et les matériaux dans le fluide. Après un tour d’horizon des différentes méthodes employées pour le rendu d’images, nous avons en premier lieu présenter notre première contribution consistant en une technique de lancer de rayon adapté aux points reconstruits par des splats. Dans une seconde étape, nous nous sommes intéressés par les méthodes de simulation de fluides basés particules où notre principale contribution consiste à éviter la transformation des particules en une grille, les particules sont alors utilisées comme entrée pour définir directement une surface implicite. L'objectif est de manipuler le fluide comme un milieu participant hétérogène avec des frontières réfractives. |
| Sommaire : |
INTRODUCTION GENERALE ........................................................................................................... 1
PARTIE I : PROBLEMATIQUE D'ILLUMINATION POUR LES SCENES A BASE DE POINTS ........ 5 CHAPITRE 1 : RENDU A BASE DE POINTS ..................................................................................... 6 1.1. INTRODUCTION........................................................................................................................ 7 1.2. TECHNIQUES BASEES SUR LA RECONSTRUCTION LOCALE DANS L'ESPACE OBJET .......... 7 1.2.1. RENDU DES POINTS DISCRETS ............................................................................................................. 7 1.2.2. RENDU BASE SUR LES IMAGES DE PROFONDEURS : SURFEL ....................................................................... 8 1.2.3. RENDU PROGRESSIF ACCELERE: QSPLAT ............................................................................................. 10 1.2.4. RENDU AVEC OMBRAGE DE PHONG SUR GPU: PHONG SPLATTING .......................................................... 13 1.2.5. RENDU PAR SUR-ECHANTILLONNAGE DES SURFACES D'APPROXIMATION MLS ............................................ 15 1.3. TECHNIQUES BASEES SUR LE LANCER DE RAYON .............................................................. 18 1.3.1. LANCER DE RAYON SUR LES POINTS .................................................................................................... 18 1.3.2. LANCER DE RAYON COHERENT .......................................................................................................... 19 1.3.3. LANCER DE CONES MULTI-RESOLUTION .............................................................................................. 19 1.3.4. LANCER DE RAYON SUR LES SURFACES IMPLICITES ................................................................................. 19 1.3.5. LANCER DE RAYON INTERACTIF SUR DES SURFACES IMPLICITES ................................................................. 20 1.3.6. LANCER DE RAYON SUR DES SPLATS ................................................................................................... 22 1.3.7. LANCER DE RAYON BASE GPU INTERACTIF .......................................................................................... 22 1.3.8. LANCER DE RAYON EFFICACE DES SCENES DYNAMIQUES SUR GPU UTILISANT CUDA ................................... 23 1.3.9. ILLUMINATION GLOBALE INTERACTIVE SUR GPU .................................................................................. 23 1.4. TECHNIQUES BASEES SUR LA RECONSTRUCTION DANS L'ESPACE ECRAN ..................... 23 1.4.1. RENDU PAR INTERPOLATION PULL-PUSH ............................................................................................. 23 1.4.2. RENDU INTERACTIF VIA L'OPERATEUR HPR ......................................................................................... 25 1.4.3. RENDU PAR DEPTH PEELING ............................................................................................................. 27 1.5. CONCLUSION ........................................................................................................................... 29 CHAPITRE 2 : CONTRIBUTION1 : LANCER DE RAYON BASE SPLATS POUR LES OBJETS A BASE DE POINTS 31 2.1. INTRODUCTION...................................................................................................................... 32 2.2. PREMIERE CONTRIBUTION: EFFICIENT ACCELERATED SPLAT-BASED RAYTRACING ... 32 2.3. DEUXIEME CONTRIBUTION: AN IMPROVED SPLAT-BASED RAYTRACING ...................... 35 2.4. CONCLUSION ........................................................................................................................... 39 CHAPITRE 3 : TECHNIQUES D'ILLUMINATION GLOBALE .......................................................... 40 3.1. INTRODUCTION...................................................................................................................... 41 3.2. PROBLEME DE RESOLUTION DE L'EQUATION DE TRANSPORT DE LUMIERE ................. 41 3.3. TECHNIQUES PHYSIQUES D'ILLUMINATION GLOBALE ...................................................... 41 3.3.1. RADIOSITE 41 3.3.2. PATH TRACING 43 3.3.2.1. Lancer de rayon................................................................................................................. 43 3.3.2.2. Path tracing ...................................................................................................................... 46 3.4. TECHNIQUES APPROCHEES D'ILLUMINATION GLOBALE .................................................. 49 3.4.1. CACHE DE LUMINANCE ................................................................................................................... 49 3.4.2. PHOTO MAPPING .......................................................................................................................... 3.4.2.1. Première passe: tracé de photons ..................................................................................... 51 3.4.2.2. Deuxième passe: rendu ..................................................................................................... 54 3.4.3. VPL: VIRTUAL POINT LIGHT ............................................................................................................ 54 3.4.4. RSM: REFLECTIVE SHADOW MAPS ................................................................................................... 55 3.4.5. AO: AMBIENT OCCLUSION .............................................................................................................. 56 3.4.6. ISM: IMPERFECT SHADOW MAPS..................................................................................................... 57 3.4.7. PBGI: POINT-BASED GLOBAL ILLUMINATION ...................................................................................... 58 3.5. CONCLUSION ........................................................................................................................... 58 PARTIE II: FLUIDES A BASE DE PARTICULES ............................................................................... 60 CHAPITRE 4: SIMULATION ET RENDU DES FLUIDES .................................................................. 61 4.1. INTRODUCTION...................................................................................................................... 62 4.2. APPROCHES EULERIENNES DE SIMULATION DE FLUIDES ................................................ 62 4.3. APPROCHES LAGRANGIENNES DE SIMULATION DE FLUIDES ........................................... 63 4.4. RENDU DE FLUIDES ............................................................................................................... 65 4.5. CONCLUSION ........................................................................................................................... 66 CHAPITRE 5: CONTRIBUTION 2 : L'ILLUMINATION GLOBALE DES DONNEES DE SIMULATION DE FLUIDES A BASE DE PARTICULES 67 5.1. INTRODUCTION...................................................................................................................... 68 5.2. BASES THEORIQUES DU TRANSPORT DE LUMIERE DANS LES MILIEUX PARTICIPANTS ....... 69 5.3. SOLUTION PROPOSEE: ILLUMINATION GLOBALE POUR LES FLUIDES SPH .................... 73 5.3.1. CALCUL D'INTEGRALE DE DENSITE PAR UNE APPROCHE BASEE PARTICULES ................................................. 73 5.3.1.1. Support pour de multiples fluides SPH .............................................................................. 75 5.3.2. DEFINITION DE LA SURFACE DU FLUIDE POUR LES MILIEUX PARTICIPANTS ................................................... 76 5.3.2.1. Surfaces de convolution .................................................................................................... 76 5.3.2.2. Solution metaballs pour les particules SPH ....................................................................... 78 5.3.3. FRAMEWORK DU PATH TRACER ........................................................................................................ 81 5.3.4. PATH TRACING ETENDU POUR L'EAU DE MER ....................................................................................... 82 5.3.4.1. Eau SPH ............................................................................................................................. 83 5.3.4.2. Mousse SPH ...................................................................................................................... 83 5.3.4.3. Bulle SPH ........................................................................................................................... 84 5.3.4.4. Sable SPH .......................................................................................................................... 84 5.4. RESULTATS EXPERIMENTAUX ............................................................................................. 84 5.5. CONCLUSION ........................................................................................................................... 92 CONCLUSION GENERALE .............................................................................................................. 94 BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................................ 96 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/3837 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TINF/123 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
