| Titre : | rendu temps réel via les shaders et les GPUs pour l'illumination des scénes |
| Auteurs : | SARA BABAHENINI, Auteur ; kamal Eddine Melkemi, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2015 |
| ISBN/ISSN/EAN : | MINF/48 |
| Format : | 59 / ill., couv. ill. en coul / 23.5cm |
| Langues: | Français |
| Résumé : |
Les images de synthèse sont omniprésentes dans notre environnement, que ce soit dans notre vie personnelle ou professionnelle l’homme a toujours cherché à représenter visuellement tant son environnement réel que son monde imaginaire. Nous rappelons qu’en infographie, une scène est constituée d’objets texturés par des matériaux associés à des sources de lumière qui génèrent de l’éclairement. Dans ce mémoire nous nous intéressons à la création et l’éclairage réaliste des scènes 3D en temps réel, en utilisant les nouvelles possibilités des cartes graphiques et le pipeline graphique disponible viales shaders.Un shader est un programme informatique, utilisé en image de synthèse, pour paramétrer unepartie du processus de rendu réalisé par une carte graphique ou un moteur de rendu logiciel.Ils peuvent permettre de décrire l'absorption et la diffusion de la lumière, la texture à utiliser,les réflexions et réfractions, l'ombrage, le déplacement de primitives et des effets post-traitement. L’objectif du projet étant d’une part de faire une étude détaillée sur les shaders etles versions récentes d’OpenGL et d’autre part de réaliser un moteur graphique sur GPU pourl’illumination des scènes créées par les versions récentes d’OpenGL. Notre objectif dans ce mémoire est de concevoir et réaliser une application qui pourra être utilisée comme un moteur de rendu temps réel pour les jeux vidéo et les programmes de simulation. Celle-ci doit répondre aux besoins d’insérer des objets complexes (fichiers OBJ) dans une scène 3D, de procéder à leur habillage par des textures, d’illuminer la scène en tenant compte de la composante directe par le modèle de Phong et par la simulation de la composante indirecte par une carte obtenu via le logiciel Blender représentant l’occultation ambiante. Les performances de notre moteur en termes de réalisme et temps de calcul seront testées en utilisant la technique du Gbuffer ou le deffered shading. |
| Sommaire : |
Table des figures………………………………………………………… 6 Introduction générale…………………………………………………………… 8 Chapitre 1 : Illumination en synthèse d’images 1. Introduction…………………………………………………………………… 11 2. Notion de radiométrie et de photométrie……………………………………. 12. 3. Illumination local VS Illumination globale …………………………………. 13 3.1 Illumination local : Modèle d’illumination de Phong……………………. 13 3.2 Illumination globale……………………………………………………… 14 3.2.1 Rappel des notions de base…………………………………….…. 17 3.3 Equation de rendu global …………………….…………………………. 17 3.3.1 Fonction de Distribution de la Réflectance Bidirectionnelle …… 18 3.3.2 Equation du rendu………………………………………………… 19 3.4 Résolution de l’équation de rendu global……………………………. 20 3.4.1 Solution analytique……………………….…………………… 20 3.4.2 Solutions déterministes………………………………………... 20 3.4.3 Solutions Stochastiques……………………………….…………... 21 4. Conclusion…………………………………………………………..………… 23 Chapitre2 : Pipeline graphique sur GPUs et shaders 1. Introduction………………………………………………………………….… 24 2. Historique des GPU et Organisation interne……………………………….….. 24 2.1 Les différentes générations de GPU……………………………………...… 25 2.2 Organisation d’un GPU ……………………………………………….…… 27 3. Pipeline graphique sur GPUs et notion de shaders………………………. 28 3.1 Le pipeline graphique…………………………………………………… 28 3.2 Evolution du pipeline graphique…………………………………..…… 31 3.2.1 Pipeline fixe……………………………………………….……... 31 3.2.2 Pipeline dynamique………………………………………………. 32 3.3 Langage de programmation des shaders…………………………………..…. 35 4. Conclusion……………………………………………………………………. 36 Chapitre 3 : Mise en œuvre, résultats et perspectives 1. Introduction et objectifs…………………………………………………….. 38 2. Description du système …………………………………………………….. 38 2.1 La lecture de fichier OBJ ………………………………………………. 39 2.2 Placage de texture ……………………………………………………… 40 2.3 Générer la Shadow mapping…………………………………………… 41 2.4 Illumination de la scène………………………………………………… 42 2.4.1 Lumière ambiante …………………………………………….... 42 2.4.2 Lumière diffuse …………………………………………………. 43 2.4.3 Lumière spéculaire ……………………………………………… 44 2.5 Organigramme général de l’application………………………………… 45 3. Réalisation de l’application………………………………………………. 46 3.1 Configurations matérielle et logicielle utilisées…………………………. 46 3.2 Structures utilisées pour programmer un shader………………………… 46 3.2.1 Vertex Buffer Object ……………………………………………. 46 3.2.2 Vertex Array Object…………………………………………….. 47 3.2.3 Frame buffer object…………………………………………….. 47 3.3 Description détaillée des Shaders……………………………………… 48. 3.4 Simulation de l’illumination globale par Ambient occlusion…………… 51 3.4.1 Présentation du logiciel Blender………………………………. 52 3.4.2 Génération de la texture ambient occlusion……………………. 52 3.5 Résultats……………………………………………………………….. 54 4. Conclusion et travaux futurs………………………………………………. 59 Conclusion Générale ……………………………………………………… 60 Références bibliographiques …………………………………………… 6 |
| Type de document : | Mémoire master |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| MINF/48 | Mémoire | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
