Simulation de l'éclairage pour la synthèse d'images : réalisme et interactivité
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work is dealing with lighting models for image synthesis. We first review the physical laws governing the interaction of light with the objects, from which the lighting calculation algorithms are derived, using various approximations. The classical models allowing a global treatment of the illumination, namely by considering the interreflection of light between objects, are then presented. We propose a new calculation algorithm for the radiosity method, which proves especially useful when a high precision is seeked. We then present a new lighting model which combines the strengths of the two main previous methods, and allows a greater realism for the pictures produced, as it models simultaneously specular and diffuse reflection. The algorithms presented in the past few years to simulate light reflection are discussed and compared to our method, so as to allow a motivated choice of the algorithm best suited to one's goals and possibilities. Finally, a set of interaction techniques are proposed, which make the light simulation process easier to use. The organisation of an interactive lighting simulation system is presented, and possible applications are discussed
Abstract FR:
Cette thèse traite des algorithmes de calcul de l'éclairage utilisés pour la réalisation d'images de synthèse. Nous commençons par passer en revue les lois physiques régissant les phénomènes lumineux, à partir desquelles les différents modèles sont construits, selon diverses approximations. Les modèles classiques permettant un traitement global de l'éclairage, c'est-à-dire tenant compte de l'inter-réflexion de la lumière entre les objets, sont ensuite présentés. Nous proposons une nouvelle méthode de calcul adaptée à la méthode de radiosité, qui se révèle particulièrement intéressante pour effectuer des calculs très précis. Nous présentons ensuite un nouveau modèle de calcul de l'éclairage, qui combine les points forts des deux grandes approches antérieures, et permet d'obtenir des images plus réalistes, en modélisant simultanément les réflexions spéculaires et diffuses. Les algorithmes présentés au cours des dernières années pour simuler la réflexion de la lumière sont discutés et comparés à notre méthode, de façon à permettre un choix raisonné de l'algorithme le mieux adapté aux besoins et aux moyens de chaque utilisateur. Finalement, un ensemble de techniques visant à améliorer l'interactivité entre l'utilisateur et le programme de calcul sont proposées. L'organisation d'un système interactif de simulation de l'éclairage est présentée, et les applications possibles sont discutées