Advanced Image synthesis - Intro

(Projection violette)

Pdf de ce cours

Site très gentil :-)

Introduction

Site web de l’UE

3 classes d’algorithmes de synthese d’image : * Rendu temps réel * Rendu Hors ligne (temps maitrisé) * Rendu physiquement réaliste

Problèmes à résoudre :

• Modélisation
• Synthèse d’une image
• Animer

Syllabus : (todo : mettre des liens vers les pages qui parleront de chaue sujet !!)

• Rendus hors ligne :
  • Integration de Monte Carlo
  • Matériaux
  • Eclairage global
• Rendu temps réel
  • Scenes complexes
  • Ombres portées
• Rendu expressif
• Géometrie et animation
  • Laplacien et interpolation poly harmoniques
  • Animation basé sur la physique
  • LOD

Synthese d’image :

On part d’un caméra virtuelle (un point de vue), elle est constituée d’un tableau de pixel, une position, orientation, résolution, … . Puis on utilise des models 3D (ensembles de points et de faces).

Problématique : Quelle est la couleur de chaque pixel de la grille de la caméra ?

Tout ceci sera parametré par un ensemble d’information comme :

• Les lumieres
• les mateiraux
• Le milieu ambiant
• …

Simulation entre lumiere matiere et environnement.

Modeles physique / mathématiques

• Relativité générale (mécanique quantique)
• Equations de Maxwell
• Transfert radiatif (transport linéaire)
• Eclairage global - Equation du rendu (optique géometrique)

Equation du rendu

[Kajiya 1986]

$$ L(x,w) = L_e(x,w) + \int _{\Omega _n} L(x,w’) <n.-w’> \varphi(x,-w’,w) dw’ $$

• \(L(x,w)\) : Lumiere emise par le point x dans la direction w
• \(L_e(x,w)\) : Lumiere propre emise par l’objet.
• \(L(x,w')\): Lumiere arrivant au point x depuis w. demande d’integrer toute les reception de lumiere dans toutes les direction et de les ponderer.
• \(<n . -w'>\) : cos-term
• \(\varphi(x, -w', w)\) : BRDF : A quel point la sourface réflechi la lumiere.

Equation récursive trop couteuse à evaluer en temps réel. Ceci nous amene a l’aproximation de l’eclairege local (direct). Ce qui nous amene a l’équation suivante :

$$ L(x,w) = \sum_l V _l (x) <n.-w’> \varphi(-w’, w) $$

Caméra réaliste :

Camera simple = tete d’epingle ce qui n’est pas équivalent a une caméra realiste. On peut venir simuler de “vrais” caméra. Cela se traduit en integrant l’équation du rendus sur le temps et sur la surface de la lentille.

$$ L(x,w) = \int _{surface} \int _t [ L_e(x,w) + \int _{\Omega _n} L(x,w’) <n.-w’> \varphi(x,-w’,w) dw’ ] $$

Réflexions :

Reflexion dites glossy en integrant la reflexion dans un cone lors des reflexions

Le realisme à tout prix ??