Majeure "Mathématiques et Informatique"
Enseignement d'approfondissement
"Images: Analyse et Synthèse"
Simulation de l'éclairage par la méthode de radiosité
Projet réalisé par Julien Budynek (promo 94)
Description du projet
Il s'agit d'obtenir une éclairage réaliste (c'est à dire quantitatif)
d'une scène 3D par l'application de la méthode de radiosité dont le
principe est le suivant : il faut exprimer l'équilibre des échanges
d'énergie radiative entre des surfaces planes supposées diffuses par
un système d'équations linéaires dont les coefficients font intervenir
des termes géométriques (appelés facteurs de forme) représentant la
façon dont se "voient" les différentes surfaces.
Résultats obtenus
On utilise un algorithme progressif (de type relaxation de Southwell) afin
d'obtenir des images rapidement. Le principe est de calculer la contribution
d'une facette à la radiosité de toutes les autres, en les choisissant dans
l'ordre décroissant de leur énergie.
On calcule les valeurs de la radiosité aux sommets des facettes par une
méthode fondée sur le lancer de rayons. Ceci permet d'éviter divers
problèmes (aliasing, place mémoire...) inhérents à l'algorithme plus
habituel de l'hémicube.
On peut également rajouter un terme de lumière ambiante pour simuler de
façon grossière la contribution des facettes qui n'ont pas encore émis.
Les points clés de ce programme sont les suivants :
-Echantillonnage de la facette émettrice
-Calcul de visibilité entre deux points
-Division adaptative des facettes (en cas de soucis de visibilité ou de
forte variation de la luminosité)
Voici les résultats, sous une forme "avant, pendant, après".
Cliquez sur les petites images pour en admirer de plus grandes.
Une pièce, éclairée par une lampe sur son plafond.
Des objets flottants, éclairés latéralement. On peut voir le maillage sur l'image du milieu.
