Rendu temps-réel d'objets translucides

Discipline

Informatique

Classification

Informatique

Mots-clés libres

simulation numérique, infographie, temps réel (informatique), réalité virtuelle, rendu (infographie), phénomènes naturels

Mots-clés

Infographie - Thèses et écrits académiques,

Temps réel (informatique) - Thèses et écrits académiques,

Réalité virtuelle - Thèses et écrits académiques,

Porcelaine - Thèses et écrits académiques

La reproduction du réel assistée par ordinateur connaît une avancée telle, que les travaux récents proposés dans ce domaine s'acharnent à produire des images rivalisant de réalisme. Il est un phénomène naturel sur lequel se porte un intérêt croissant, celui de la translucidité. Cet intérêt est justifié par l'omniprésence de matériaux translucides (tels que la peau humaine, le plastic, la céramique, la cire, les feuilles botaniques et le papier), dans le monde qui nous entoure. La simulation de l'absorption de la lumière par la matière a su profiter de l'abondance de la littérature scientifique en physique et en optique, ainsi que des dernières avancées technologiques que connaissent les cartes graphiques, afin de s'imposer comme une nouvelle branche de la recherche en synthèse d'images. La lumière qui entre en interaction avec les matériaux translucides se comporte d'une manière complexe, où les photons suivent au sein de la matière, des trajectoires très souvent imprévisibles, mais régies par des modèles différentiels exploitables sur nos machines. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons évidemment au phénomène de la translucidité, mais sous plusieurs aspects. Afin de cerner les différents aspects en rapport avec ce phénomène, ainsi que la théorie du comportement de la lumière dans les milieux absorbants, une étude préalable de la physique et de l'optique du rayonnement a été nécessaire. Cette étude est suivie par une présentation des travaux portant sur le rendu d'objets translucides. C'est à partir de cette première partie que nous avons réuni les éléments nécessaires à la mise en place de deux méthodes qui se distinguent par leur but et les modèles appliqués. Le deuxième chapitre introduit la première méthode que nous avons proposée, permettant la simulation de la translucidité d'objets déformables. La déformabilité des objets translucides représente un défi en synthèse d'images, puisqu'il est nécessaire de se baser sur des modèles capables de produire des images, sous des temps de calculs peu élevés, afin d'estimer le transport de la lumière à chaque changement dans la géométrie. Dans le troisième chapitre, nous détaillons notre deuxième méthode, et qui concerne un matériau translucide particulier ; la porcelaine. Ce matériau est très souvent couvert d'une couche d'émail, translucide à son tour. Nous avons alors appliqué un modèle utilisé par les prothésistes dentaires, afin de prédire la couleur de dentiers constitués de porcelaine et de la faire coïncider avec la couleur naturelle des dents. Ce modèle nous a permis de développer un moteur de rendu d'objets en porcelaine émaillée (constitués de plusieurs couches), capable éventuellement de produire des images de matériaux céramiques et hétérogènes.