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 Construction et utilisation de bloqueurs pour l'accélération des requêtes de visibilité

Sommaire

Un grand nombre de techniques en image de synthèse ont recours à des requêtes de visibilité et peuvent grandement bénéficier de leur accélération. Que ce soit pour effectuer l'affichage en temps réel lors du parcours d'une scène ou bien pour capter le moindre effet de lumière lors du calcul de l'illumination globale, les requêtes de visibilité représentent la majorité du calcul de ces processus.

Parmi les différentes techniques permettant d'accélérer la vitesse de ces requêtes, une catégorie d'algorithmes éliminent une bonne portion de la scène non visible en utilisant des bloqueurs. Ainsi, toute la géométrie cachée par ces bloqueurs est rapidement excluse des calculs.

Ce mémoire aborde le problème de la visibilité en image de synthèse, et plus particulièrement celui de l'élimination rapide des surfaces par l'utilisation de bloqueurs. Dans un premier temps, un processus de création est proposé pour trois différents types de bloqueurs: planaires, directionnels et volumiques. Les bloqueurs planaires permettent de représenter l'occlusion provoquée par de grandes régions planaires tels les murs, planchers, tables et autres. La définition et la création de ce type de bloqueurs est par la suite étendue en un tout nouveau concept plus général, soit celui de bloqueur directionnel. Ce nouveau type de bloqueurs permet de tenir compte de l'occlusion provoquée par des surfaces courbes telles les dossiers de chaises et les rideaux. Finalement, pour les objets fermés, un processus de création de bloqueurs volumiques est introduit.

Par la suite, un tout nouvel algorithme de visibilité est introduit en radiosité hiérarchique par agrégats faisant appel aux bloqueurs pour tirer profit de la visibilité complète et de l'occlusion complète. Ainsi, les échanges d'énergie effectués entre deux surfaces ou régions d'une scène complètement bloquées par d'autres surfaces sont détectées à un stage très tôt de l'algorithme. Les échanges complets, c'est-à-dire sans l'occlusion d'aucune autre surface, sont aussi détectés rapidement. L'efficacité réelle de la technique est ensuite démontrée sur une série variée de scènes allant d'un niveau de détails simple à complexe.

Ce nouvel algorithme de visibilité est par la suite présenté dans le cadre du calcul de l'illumination directe provoquée par des sources lumineuses étendues lors du rendu d'une image par tracé de rayons. La méthode proposée est ainsi démontrée comme étant générale, simple et efficace.
 

Mots-clés

bloqueur planaire, bloqueur directionnel, bloqueur volumique, occlusion total, visibilité complète, radiosité, tracé de rayons.

Version en-ligne

Disponible en format Adobe PDF ici.

BibTeX

@MastersThesis{Leblanc:2000:MSC,
  author =       "Luc Leblanc",
  title =        "Construction et utilisation de bloqueurs pour l'accélération des requêtes de visibilité",
  month =        aug,
  year =         2000,
  type =         "M.Sc. Thesis",
  school =       "D{\'e}partement d'Informatique et Recherche 
                  Op{\'e}rationnelle, Universit{\'e} de Montr{\'e}al",
}


 

Bloqueurs pour l'accélération des requêtes de visibilité