| Titre : | Modélisation d'une scène 3D avec des ombres douces et des réflexions à l'aide de la technique Raymarching basée sur GPU |
| Auteurs : | Mohamed rami Ben sahla, Auteur ; Abdelmoumen Zerari, 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, 2023 |
| Format : | 1vol.(58p.) / ill.couv.ill.encoul / 30cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Ray marching,reflets,ombres douces,GPU,BRDF,Blinn-Phong |
| Résumé : |
Dans ce m´emoire, nous nous int´eressons `a la mod´elisation d’une sc`ene 3D en mettant l’accent sur les reflets et les ombres douces en pr´esence d’´eclairage. Ce proc´ed´e est appliqu´e par la technique Ray marching au GPU et cette technique est une m´ethode de rendu qui utilise des rayons pour calculer l’interaction de la lumi`ere avec les objets d’une sc`ene 3D, L’utilisation du GPU pour acc´el´erer le rendu en temps r´eel. Le travail essentiel de notre application consiste a mod´eliser un mod`ele 3D par la g´eom´etrie implicite, puis appliqu´e le lancer de rayon et le SDF, apr`es on calcul (BRDF) l’´eclairage par le mod`ele de Blinn-Phong. Notre objectif est d’obtenir un sc`ene 3D par le GPU, on fait une acc´el´eration de temps de calcul sans sacrifier la qualit´e de l’image, le r´esultat sera projeter sur l’´ecran pour obtenir l’image finale. Mots cl´es : Ray marching,reflets,ombres douces,GPU,BRDF,Blinn-Phong |
| Sommaire : |
I Illumination et modélisation 12 I.1 Introduction . . .. . . . . . 13 I.2 Illumination . . . . . . . . . .. . . . . . . . 13 I.2.1 Illumination locale . 13 I.2.1.1 Mod`ele d’´eclairement de phong . . . . . 4 I.2.2 Illumination globale . . . . . . . .. . . . . . 15 I.2.2.1 Radiosit´e . . . . . . . 15 I.2.2.2 Path tracing . . . . . . . 16 I.3 L’ombrage . . . . .. . . . . . . . . . 17 I.4 Ombre . . . . .. . . . . 17 I.4.1 Ombre dure . . . . . .. . . 17 I.4.2 Ombre Douce . . . . . . . 18 I.4.3 La relation entre la source et l’ombre . . I.4.4 Probl`emes importants dans le calcul des ombres douces . . 19 I.5 R´eflexion. . . . . . . . . . 20 I.5.1 Environnement mapping . . . . . . 20 I.5.2 Technique de l’environnement mapping . . . . . . . . . . . . 20 I.5.2.1 Environnement mapping sph´erique . . . . . . 20 I.5.2.2 Environnement mapping cubique . . . . . . . . . 21 I.5.2.3 Environnement mapping double parabolo¨ıde . . . . 22 I.5.3 R´eflexion de l’environnement mapping . 23 I.6 La Mod´elisation 25 I.6.1 Base de points 25 I.6.2 Base de images . 26 I.6.3 Base de surface implicite 26 I.7 Conclusion . 27 VII Ray Marching 28 II.1 Introduction . 29 II.2 Concept de base. 29 II.3 Conception de Ray Marching .30 II.4 Version CPU . 31 II.5 Version GPU 32 II.6 La Diff´erence entre la version CPU et la version GPU . . 33 II.7 Les travaux connexe 33 II.7.1 Ray Marching and Signed Distance Functions . . 33 II.7.2 Ray Marching de Michael walczyk . . . . . 34 II.7.3 Une boˆıte `a outils d’unit´e hautement interactive pour la construction visuelle de champs de distance sign´es . 37 II.7.4 Ray Marching de Tyler Bovenzi 38 II.7.5 Ray Marching Distance Fields with CUDA 39 II.8 Conclusion39 III Mise en œuvre et r´esultats 41 III.1 Introduction 42 III.2 Environnements et outils . 42 III.2.1 la premi`ere partie 42 III.2.1.1 Mat´eriel de configuration . 42 III.2.2 la deuxi`eme partie 43 III.2.2.1 OpenGL GLSL . 43 III.3 Architecture g´en´erale 43 III.3.1 La g´eom´etrie implicite . 44 III.3.2 Lancer de rayons 44 III.3.3 La fonction de distance sign´ee (SDF) 44 III.3.4 Algorithme de Ray Marching 45 III.3.5 BRDF 45 III.3.6 Calcule d’illumination et l’ombre 45 III.3.7 Sc`ene finale 46 III.4 Description d´etaill´e du syst`eme. 46 III.4.1 Les Fichiers Shaders 46 III.4.2 La fonction de distance sign´ee 46 III.4.2.1 La fonction de distance sign´ee d’une sph`ere .46 III.4.2.2 La fonction de distance sign´ee d’une plan 47 III.4.2.3 La fonction de distance sign´ee (SDF) d’une sph`ere et d’un plan . 48 VIIII.4.2.4 La fonction estimateNormal 49 III.4.3 La Fonction de distribution bidirectionnelle de la r´eflectance 50 III.4.3.1 La mod`ele d’´eclairage Blinn-Phong . 50 III.4.3.2 L’illumination d’un point donn´e sur une surface . 51 III.4.3.3 La direction d’un rayon 51 III.4.4 Les calcul´es d’Algorithme de Ray Marching 52 III.4.5 Les param`etres de couleur damier 53 III.5 Les r´esultats 53 III.5.1 La sc`ene finale 54 III.5.2 Des r´esultats sans l’apparition de damier sur le sph`ere 55 III.5.3 Des r´esultats avec l’apparition de damier sur le sph`ere 56 III.5.4 Des r´esultats avec l’images par seconde 56 III.6 Analyse des r´esultats 57 III.7 Perspectives . 57 |
| Type de document : | Mémoire master |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| Minf/809 | Mémoire master | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
