Simulateur pour l'étude de la visibilité dans les environnements enfumés
Institution:
Rennes 1Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Light simulation can be used to study and analyse the visual comfort as well as the performance of lighting devices. To meet this objective, the used methods have to provide an exact solution to the global illumination problem. Another complexity is due to the fact that light simulation has to be performed for geometrically complex scenes and realistic photometric properties of light sources and materials. The goal of this thesis is to provide fast global illumination solutions for scenes containing participating media such as smoke. The smoke distribution and its density are scalable, and the observer moves through the virtual scene. This kind of solution could be helpful for fire emergency. After a complete analysis of the problem, our work is divided into three parts. In the first time, we present a new method to solve the global illumination problem for surface objects based on the irradiance cache method. Our method makes use of records, called adaptive records, with an influence zone which adapts to geometry and lighting variations. The cache density can be controled and high lighting variations can be precomputed and stored in the irradiance cache. Then, we address the global illumination problem for scenes containing static smoke. We propose a new method which is an extension to participating media of our work on irradiance cache. Volume records are created in the participating media depending on its scattering coefficients. Finally, we extend this work to dynamics smokes whose shape varies spatially and temporally. To this end, adaptive spatio-temporal records are introduced and used for interpolation purpose together with spatial and temporal gradients.
Abstract FR:
La simulation d'éclairage est utilisée dans l'étude et l'analyse du confort visuel ou la performance de dispositifs d'éclairage. Pour répondre à ces objectifs, les modèles utilisés doivent résoudre de manière précise et réaliste le problème de l'illumination globale. Les logiciels de simulation d'éclairage doivent manipuler des scènes géométriquement complexes et exploiter les propriétés photométriques des sources artificielles, naturelles et des matériaux. L'objectif de cette thèse est d'étendre les possibilités de ces outils à la prise en compte d'environnements enfumés dans lesquels la densité et la répartition des fumées évoluent avec le temps, tout en prenant en compte le déplacement de l'observateur dans la scène. Celles-ci ouvriraient le champs d'application de la simulation d'éclairage à des cas d'étude de la vision dans les fumées pour la sécurité incendie notamment. Suite à une analyse globale, le probème est décomposé en trois parties. Premièrement, nous présentons une méthode de résolution de l'illumination globale pour les surfaces basée sur la méthode de cache d'éclairement avec des enregistrements dont les zones d'influence s'adaptent à la géométrie et aux variations d'éclairage. Ensuite, l'étude s'intéresse à la problématique des milieux participatifs statiques et leur interaction avec la lumière. Une méthode de résolution, s'appuyant sur les travaux de la première partie, est alors proposée. Les enregistrements sont créés dans l'espace en fonction des caractéristiques de la fumée et de son influence sur l'éclairage. Enfin, l'aspect dynamique est étudié et une extension temporelle de notre méthode de résolution est alors proposée.