Visibilité analytique dans l'espace de Plücker : De la théorie aux applications pratiques

Discipline

Informatique

Classification

Informatique

Mots-clés libres

conception assistée par ordinateur, algorithmes, polygone

Mots-clés

Polygones - Thèses et écrits académiques,

Algorithmes - Thèses et écrits académiques,

Infographie - Thèses et écrits académiques

Cette thèse aborde le problème du calcul analytique de la visibilité depuis un polygone, dans un contexte applicatif. Premièrement, nous mettons en évidence le fossé existant entre la théorie qui permet une élégante description du problème, et la pratique qui peine à proposer des implémentations robustes. Par la suite, nous nous appuyons sur le concept de classes d'équivalence de droites orientées afin de proposer deux nouveaux algorithmes qui encodent l'occlusion et la visibilité depuis un polygone dans l'espace de Plücker. Les deux algorithmes utilisent cette information pour exploiter la cohérence visuelle qui existe entre des points voisins sur un même polygone et accélérer les calculs de visibilité depuis ces points. Contrairement aux méthodes existantes, notre approche est très robuste, et l'information est encodée de manière paresseuse à l'exécution. Les deux contextes applicatifs sont le calcul des ombres douces et de l'occlusion ambiante en synthèse d'images. Notre algorithme d'occlusion distingue les droites occultées et non occultées. Il est utilisé pour calculer les fragments exacts d'une source surfacique visibles depuis les points à ombrer. Notre algorithme de visibilité enrichit cette définition et regroupe de manière analytique les rayons issus d'une surface selon les premiers objets intersectés. Les deux algorithmes obtiennent des résultats de haute qualité sans bruit ou autre artéfact, contrairement aux méthodes stochastiques ou basées sur une approximation de la visibilité. De plus, nos algorithmes sont compétitifs par rapport à une solution de production standard.