Localisation spatiale par subdivision pour l'accélération des calculs en radiométrie : - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2000

Accelerated radiometric computation using subdivision for spatial localization:

Localisation spatiale par subdivision pour l'accélération des calculs en radiométrie :

Résumé

Physic of the light and geometrical tools for Computer Aided Geometric Design are the basis of light phenomenon simulation software for optical systems development. It is difficult for industrials to design and produce those software with a major handicap being the time needed for the simulations. The aim of this work is to search and to develop calculus algorithms with higher performances. Firstly, we describe precisely the photon transport model in our context. We use Boltzmann equation with boundary conditions which is the radiosity equation in case of homogeneous media by piece. Secondly, we introduce geometrical tools used in CSG (Constructive Solid Geometry) and BRep (Boundary Representation) hybrid modeller. Basic algorithms looking for intersections between half-lines and geometrical objects are described. Then, we present a survey of acceleration methods in radiometric computation by spatial localization. Taking into account the constraints relevant to the industry, such an acceleration method is adapted to our context and then developed in an existing software environment. Numerical tests show the efficiency of the new libraries. Finally, we study the time and memory complexities of spatial localization methods. This theoretical study uses Minkowski's sums of geometrical sets. An important result is a strategical method minimizing time complexity to choose the localization parameters.
La physique de la lumière ainsi que les outils géométriques pour la Conception Assistée par Ordinateur sont à la base des logiciels de simulation des phénomènes lumineux pour la fabrication des systèmes optiques. Ce n'est pas sans difficulté que les industriels conçoivent ces logiciels dont un des principaux handicaps est que les simulations sont très coûteuses en temps. L'objectif principal de ce travail est de rechercher et développer des algorithmes de calcul plus performants. Dans un premier temps, on décrit précisément le modèle du transport des photons dans ce contexte, composé de l'équation de Boltzmann accompagné de conditions de bord, et qui, dans le cas de milieux homogènes par morceaux, se ramène à l'équation de radiosité. Ensuite, on présente les outils géométriques utilisés dans le modeleur hybride CSG (Constructive Solid Geometry) et BRep (Boundary Representation) ainsi que les algorithmes de base nécessaires à la recherche d'intersections entre des demi-droites et des objets géométriques. Puis, un tour d'horizon des méthodes d'accélération des calculs en radiométrie par localisation spatiale est présenté. En tenant compte des contraintes industrielles, une telle méthode d'accélération est alors adaptée au contexte puis développée dans un environnement logiciel existant. Des expérimentations numériques montrent l'efficacité des nouvelles bibliothèques. Enfin, une étude théorique des complexités en temps et en mémoire liées aux méthodes de localisation spatiale, faisant intervenir les sommes de Minkowski d'ensembles géométriques, débouche sur une stratégie consistant à minimiser la complexité en temps pour choisir les paramètres de localisation.
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Dates et versions

tel-00006752 , version 1 (25-08-2004)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00006752 , version 1

Citer

Jean-Christophe Roche. Localisation spatiale par subdivision pour l'accélération des calculs en radiométrie :. Modélisation et simulation. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2000. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00006752⟩
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