| Titre : | Eclairage dynamique et ombrage temps réel des forêts exploitant les GPUs |
| Auteurs : | Fayçal Abbas, 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. (94 p.) / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Illumination indirecte des forêts,fonction noyau à base radiale gaussienne,rendu des scènes naturelles |
| Résumé : |
L’illumination des scènes naturelles, à l’instar d’une forêt fait partie des problèmes les plus complexes à résoudre à cause de la complexité géométrique et photométrique multi-échelle caractérisant ce type de scènes, le but de cette thèse est de gérer la complexité photométrique, qui provient des multiples inter-réflexions lumière-matière des objets composant la scène. Vu que la présence de l’illumination indirecte est indispensable pour le réalisme des scènes de forêts, nous proposons une nouvelle approche permettant de l’approximer. Notre proposition procède en deux étapes : La première étape consiste à générer un nuage de points représentant les feuilles des arbres, ce nuage de points est composé de deux classes (visible, non-visible) non linéairement séparables. La seconde étape consiste à effectuer une classification de nuage de points en appliquant la fonction radiale Gaussienne qui mesure la ressemblance en terme de distance entre chaque feuille et une feuille noyau, cela permet d’approximer les requêtes de visibilité afin d’extraire les feuilles qui seront utilisées pour calculer l’illumination indirecte échangée entre les feuilles voisines. Notre approche permet de traiter efficacement les échanges lumineux dans une scène de forêt, elle permet un calcul rapide et produit des images de bonne qualité visuelle, tout en tirant profit du traitement parallèle offert par les GPUs. |
| Sommaire : |
Introduction Générale Motivations 1 Contributions .................... 3 Organisation de la thèse 5 Chapitre 1 Les Méthodes de l’Illumination Globale ............................................................................ 7 1.1 Introduction ........................................................................................................................... 7 1.2 Radiométrie ............................................................................................................................ 7 1.2.1 Angle solide ..................................................................................................................... 7 1.2.2 Le flux lumineux............................................................................................................... 8 1.2.3 Intensité lumineuse ......................................................................................................... 8 1.2.4 L’éclairement (irradiance) ............................................................................................... 9 1.2.5 La luminance (radiance) .................................................................................................. 9 1.2.6 La relation entre les différentes quantités radiométriques .......................................... 10 1.3 Propriétés et concepts ......................................................................................................... 11 1.3.1 Fonction de distribution de réflectance bidirectionnelle .............................................. 11 1.3.1.1 La loi de de Helmholtz ................................................................................................... 12 1.3.1.2 Conservation de l’énergie.............................................................................................. 12 1.4 Illumination locale et illumination globale ........................................................................ 14 1.5 Équation du rendu ............................................................................................................... 15 1.6 Algorithmes pour la résolution de l’équation de rendu .................................................... 16 1.7 Méthodes à base des techniques des éléments finis ......................................................... 17 1.7.1 Radiosité classique ........................................................................................................ 17 1.7.2 Radiosité hiérarchique................................................................................................... 18 1.8 Méthodes stochastiques ...................................................................................................... 19 1.8.1 Intégration par la méthode de Monte Carlo ................................................................. 19 1.8.2 Échantillonnage préférentiel (importance sampling) ................................................... 21 1.8.3 Roulette russe ................................................................................................................ 22 1.8.4 Metropolis ..................................................................................................................... 22 1.8.5 Le tracé de chemins ( Path-Tracing ) ............................................................................. 23 1.8.6 Lancer de photon........................................................................................................... 24 1.8.7 Radiosité instantané ..................................................................................................... 25 1.8.8 Le cache d’éclairement (Irradiance caching) ................................................................. 26 1.9 Transfert de radiance pré-calculé ...................................................................................... 28 1.10 Bilan et conclusion ............................................................................................................... 30 Chapitre 2 Modèles d’éclairages pour les scènes de Forêts ................................................................................ 33 2.1 Introduction ......................................................................................................................... 33 2.2 Modèle à base d’occultation Ambiante .............................................................................. 33 2.3 Modèle probabiliste ............................................................................................................. 37 2.4 Modèle à base de pré-calcul ................................................................................................ 42 2.5 Conclusion ............................................................................................................................ 46 Chapitre 3 Approximation de Visibilité pour le l’éclairage Global ..................................................................... 47 3.1 Introduction ......................................................................................................................... 47 3.2 Calcul exact de la visibilité .................................................................................................. 48 3.3 Approximation de visibilité................................................................................................. 48 3.4 Conclusion ............................................................................................................................ 53 Chapitre 4 Eclairage Direct et Indirect pour les Scènes de Forêts ..................................................................... 55 4.1 Introduction ......................................................................................................................... 55 4.2 Modèle d’illumination.......................................................................................................... 55 4.3 Réflexion de la lumière par les feuilles .............................................................................. 57 4.4 L’illumination due au soleil ............................................................................................... 58 4.5 L’illumination due au ciel .................................................................................................... 59 4.6 L’illumination indirecte ....................................................................................................... 59 4.6.1 Bases théoriques des méthodes Noyaux ...................................................................... 60 4.6.2 Caractéristiques des fonctions noyaux .......................................................................... 61 4.6.3 Noyau radial Gaussien ................................................................................................... 63 4.6.4 Solution proposée pour le calcul d’illumination indirecte ............................................ 65 4.7 Description du pipeline ....................................................................................................... 70 4.8 Conclusion ............................................................................................................................ 74 Chapitre 5 Résultats et validation 75 5.1 Introduction ......................................................................................................................... 75 5.2 Validation ............................................................................................................................. 77 5.3 Discussion ............................................................................................................................. 86 Chapitre 6 ....... 6.1 Conclusion ............................................................................................................................ 87 6.2 Perspectives ......................................................................................................................... 88 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/4367 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TINF/137 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
