Modèles d'illumination locaux pour les couches et multicouches prenant en compte les phénomènes interférentiels

BRDF models for mono and multi-layer systems taking into account interference

• Auteur / Autrice : Isabelle Icart
• Direction : Didier Arquès
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Université de Marne-la-Vallée (1991-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Propriétés optiques

Spectroscopie de réflectance

Infographie

Résumé

Les modeles d'illumination les plus recents en synthese d'images n'envisagent, pour la plupart, les materiaux que sous la forme de surfaces. Or, la surface propre des materiaux est bien souvent recouverte d'une ou plusieurs couches minces naturelles ou manufacturees (couches protectrices, filtres interferentiels, peintures, couches d'oxydes, nacres) dans lesquelles se produisent des phenomenes physiques (interferences, diffusion) qui ne peuvent etre pris en compte par une description purement surfacique de la matiere. Dans cette these, nous nous interessons a la determination de nouveaux modeles d'illumination physiques permettant de caracteriser l'interaction de la lumiere avec une ou plusieurs couches minces de materiaux lineaires, homogenes et isotropes. Ces modeles prennent en compte les phenomenes d'interferences, de diffraction, d'absorption, de dispersion et de polarisation. Dans un premier temps, nous traitons le cas de couches minces optiquement lisses, avec des applications au rendu des mousses savonneuses. Puis nous envisageons le cas plus courant de couches comportant des interfaces rugueuses. Dans le cadre des theories scalaires de la diffraction, nous etablissons les expressions des composantes de la lumiere reflechie par differents types de systemes a interfaces rugueuses definies statistiquement (systemes substrat-couche mince identique, substrat-multicouche identique et substrat-multicouche non correle), desquelles nous deduisons les modeles d'illumination locaux associes. Ces differents modeles ont ete implantes dans un algorithme de lancer de rayons spectral, ce qui nous a permis d'obtenir des images de materiaux composites a couches que nous presentons, assorties de commentaires