Rendu de l'apparence de surfaces nanostructurées ; création de nouveaux effets visuels

Rendering the appearance of nanostructured surfaces: creating new visual effects

• Auteur / Autrice : Louis Forestier
• Direction : Romain Pacanowski, Philippe Lalanne
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Inscription en doctorat le 17/09/2024
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de mathématiques et informatique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut national de recherche en informatique et en automatique - Bordeaux - Sud-Ouest
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : FLOWERS

Mots clés

Mots clés libres

Brdf

Apparence

Optique

Nanophotonique

Appearance

Brdf

Optics

Nanophotonic

Résumé

Les designers et les infographistes se concentrent principalement sur l'étude de l'esthétique visuelle, tandis que les chercheurs en optique ont tendance à consacrer moins d'attention à cet aspect. Il convient de noter que les chercheurs en nanophotonique négligent largement ce domaine, malgré sa pertinence universelle pour les beaux-arts et les arts appliqués. La présence de nanostructures chez les animaux et les plantes amplifie leur remarquable charme visuel et évoque de profondes réactions émotionnelles. Cela nous amène naturellement à nous demander s'il est possible de créer des effets visuels ou esthétiques entièrement nouveaux en étudiant des métasurfaces absentes dans le domaine naturel ? Par exemple, avec des surfaces nanostructurées à l'échelle sub-longueur d'onde qui existent dans les laboratoires mais pas encore dans les industries ? Répondre à cette question est l'objectif central du projet ERC UNSEEN, qui a obtenu un financement de 2,2 millions d'euros pour la période allant de septembre 2023 à septembre 2028. La mission principale du projet est de créer des surfaces nanostructurées, ou métasurfaces, qui offrent des surfaces fraîches et apparences visuelles uniques. Le projet se déroulera à Bordeaux au sein d'un groupe de physiciens du Laboratoire Photonique Numérique et Nanosciences (LP2N). Ce projet est intrinsèquement interdisciplinaire, s'appuyant sur un large éventail d'expertises, notamment les métasurfaces optiques, les milieux complexes, la modélisation électromagnétique, l'infographie et le rendu, la couleur structurelle et la nanofabrication, en collaboration avec d'autres groupes spécialisés dans la chimie colloïdale et la nanofabrication ebeam. Dans ce cadre, la présente thèse concerne un poste de doctorat ou postdoc en modélisation (rendu et modèle BSDF). Vous acquerrez une expérience précieuse dans le domaine de l'apparition des nanostructures optiques. Votre rôle sera : - Restituer l'apparence des objets macroscopiques recouverts par les métasurfaces, - Etudier l'impact de la morphologie de la métasurface sur l'apparence et découvrir de nouvelles apparences, - Développer de nouveaux modèles BSDF simplifiés pour une évaluation rapide dans le cadre du rendu, - Développer de nouvelles méthodes inverses pour récupérer les paramètres morphologiques de la métasurface à partir d'un aspect souhaité. Vous serez un acteur central du projet puisque votre expertise impactera directement les travaux de modélisation et de caractérisation. Nous visons à recruter des chercheurs ayant des compétences pour les études numériques ou en numérique en infographie, et un penchant pour l'optique et les couleurs structurelles.

Designers and computer graphics artists focus primarily on the study of visual aesthetics, while optics researchers tend to devote less attention to this aspect. It's worth noting that nanophotonics researchers largely neglect this area, despite its universal relevance to fine and applied arts. The presence of nanostructures in animals and plants amplifies their remarkable visual appeal and evokes profound emotional reactions. This naturally leads us to ask whether it is possible to create entirely new visual or aesthetic effects by studying metasurfaces absent in the natural realm? For example, with nanostructured surfaces on the sub-wavelength scale, which exist in laboratories but not yet in industry? Answering this question is the central objective of the ERC project UNSEEN, which has been awarded funding of 2.2 million euros for the period from September 2023 to September 2028. The main mission of the project is to create nanostructured surfaces, or metasurfaces, that offer fresh surfaces and unique visual appearances. The project will be carried out in Bordeaux by a group of physicists from the Laboratoire Photonique Numérique et Nanosciences (LP2N). The project is intrinsically interdisciplinary, drawing on a wide range of expertise, including optical metasurfaces, complex media, electromagnetic modeling, computer graphics and rendering, structural color and nanofabrication, in collaboration with other groups specializing in colloidal chemistry and ebeam nanofabrication. In this context, the present thesis concerns a PhD or postdoc position in modeling (rendering and BSDF model). You will gain valuable experience in the field of optical nanostructure appearance. Your role will be : - to render the appearance of macroscopic objects covered by metasurfaces, - To study the impact of metasurface morphology on appearance and discover new appearances, - To develop new, simplified BSDF models for rapid evaluation in rendering, - To develop new inverse methods for recovering metasurface morphological parameters from a desired appearance. You will be a central player in the project, since your expertise will have a direct impact on the modeling and characterization work. We aim to recruit researchers with skills in digital studies or digital computer graphics, and a penchant for optics and structural colors.