Analyse des opérateurs de transport lumineux et applications – ALTA

Ce projet se situe dans le domaine de l'Informatique Graphique. L'un des buts de recherche en Informatique Graphique est de créer des images de scènes ou d'objets virtuels qui sont aussi proches que possible à l'aspect qu'auraient ces objets virtuels s'ils existaient en réalité. Ce champ de recherche s'appelle le Rendu Photoréaliste, et il est très utilisé pour le prototypage virtuel, par exemple dans l'industrie automobile ou l'architecture.

Ce rendu photoréaliste suppose de calculer avec précision les effets des échanges lumineux entre objets dans la scène : transport de la lumière, réflexion sur les surfaces, etc. Ce processus nécessite un temps de calcul qui peut être assez long, en partie parce que l'éclairage se comporte de façon compliquée : à certains endroits il varie très rapidement, et à d'autres il varie plus lentement. Cependant, grâce à une analyse complète des équations qui gouvernent l'éclairage, nous pensons pouvoir prédire ce comportement, et s'en servir pour accélérer les calculs de simulation de l'éclairage sans perte de précision.

Nous proposons de conduire une analyse des équations de l'éclairage selon trois approches différentes : analyse fréquentielle, analyse dimensionnelle et décomposition au 1er ordre. Chacune de ces analyses sera utilisée dans deux contextes différents de simulation de l'éclairage : soit pour un calcul fournissant des images de très bonne qualité, soit pour un rendu temps-réel ou interactif.

L'innovation principale de cette proposition est la contruction de représentations compactes et efficaces, se basant sur les analyses précitées, qui serviront à concevoir de nouveaux algorithmes de simulation de l'éclairage qui soient à la fois plus efficace en termes de temps de calcul et en coût mémoire. La proposition détaille à la fois les différentes analyses et leurs applications aux algorithmes de simulation de l'éclairage.