Modélisation et simulation d'éclairage à base topologique : application aux environnements architecturaux complexes

Topology based modeling and realistic image synthesis : application to complex architectural environnements

• Auteur / Autrice : David Fradin
• Direction : Michel Mériaux, Pascal Lienhardt, Daniel Méneveaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Informatique

Photons

Infographie

Conception assistée par ordinateur

Maquettes (architecture)

Résumé

Modéliser et visualiser des complexes architecturaux reste aujourd'hui un problème difficile à cause de la grande masse de données qu'un bâtiment meublé peut représenter. L'objectif de cette thèse est la création d'une chaîne complète allant de la modélisation géométrique jusqu'à la simulation d'éclairage. Nous proposons tout d'abord un modèle à base topologique permettant de représenter des grands bâtiments. Cette structure est une hiérarchie de cartes généralisées munies de partitions multiples. Un prototype de modeleur a été développé autour d'une version optimisée de ce modèle et quelques bâtiments ont été modélisés. De nombreuses informations (géométrie, topologie et sémantique) peuvent être extraites de notre modèle pour optimiser les algorithmes de visualisation. Nous montrons comment accélérer un lancer de rayons à l'aide des informations de modélisation et proposons un algorithme rapide d'illumination globale basé sur un lancer de photons.

Modeling and visualizing complex architectural environnements still today a difficult problem because of the large amount of data which a furnished building can represent. The aim of this PhD dissertation is the creation of a complete chain from the geometrical modeling to realistic image synthesis. We propose a topological model allowing to represent large buildings. This structure is a hierarchy of generalized maps provided with multiple partitions. A modeler prototype has been developed around an optimized version of this model and some buildings were designed with this tool. A lot of information (geometry, topology and semantic) can be extracted from our model to optimize algorithms of visualization. We show how to accelerate ray tracing with the help of modeling information and propose a fast global illumination algorithm based on photon mapping.