Développement de techniques de lancer de rayon dans des géométries 3D adaptées aux machines massivement parallèles

• Auteur / Autrice : Jean-Christophe Nebel
• Direction : Bernard Péroche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Saint-Etienne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Algorithmes parallèles

Infographie

Résumé

L'algorithme du lancer de rayon est l'une des méthodes des plus efficaces et complètes pour le rendu d'images. Ses inconvénients majeurs sont son coût en calculs et ses besoins mémoires en raison de l'utilisation de base de données de plus en plus importantes pour décrire les scènes à calculer. Avec le développement des ordinateurs parallèles à mémoire distribuée, la voie la plus prometteuse pour le rendu d'images semble être la parallélisation qui offre une augmentation de la puissance de calcul ainsi que de la mémoire disponible. Dans l'algorithme du lancer de rayon, tous les pixels de l'écran sont calculés de façon indépendante. Une méthode de parallélisation naturelle est donc de distribuer les pixels sur les noeuds de la machine parallèle. Si la scène peut être dupliquée dans la mémoire de chacun des processeurs, une méthode sans flot de données est employée ; sinon les objets qui composent la scène doivent être distribués sur les différents processeurs. Dans ce cas deux stratégies sont possibles : le flot de rayons ou le flot d'objets. L'algorithme le plus rapide est celui sans flot. Cependant nous souhaitons travailler sur de larges scènes, aussi les objets doivent être distribués sur les processeurs. Un choix doit être fait entre les algorithmes à flots de rayons et d'objets. Pour cela nous avons réalisé une analyse de ces deux algorithmes qui a conduit à modéliser leur temps de calcul. Cette modélisation montre que chaque algorithme a son domaine d'efficacité. Aussi l'utilisation de ces deux méthodes conjointement serait particulièrement performante. Nous avons donc développé un algorithme à flots concurrents : chaque processeur peut à tout moment choisir entre la demande d'objets ou l'envoi de rayons. Ces choix sont réalisés afin d'assurer une exécution rapide ainsi qu'un bon équilibrage de charge. Les résultats obtenus sont très encourageant puisque les temps de traitement et le nombre de communications ont pu être divisés par des facteurs significatifs.