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Vivanloc, Vincent. Rendu distribué sur grappe de CPU/GPU et effets d'éclairage global

Vivanloc, Vincent (2008) Rendu distribué sur grappe de CPU/GPU et effets d'éclairage global.

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Résumé en francais

Le prototypage virtuel et l'aide à la revue de projet requièrent un rendu réaliste en temps réel. Cela amène deux axes de recherches, d'une part, le rendu temps réel d'effets d'éclairage indirect et d'autre part, le rendu distribué temps réel à haute résolution. Simuler des effets d'éclairage global permet d'améliorer la qualité d'une image de synthèse produite par rastérisation. Nous nous sommes intéressés à l'éclairage indirect et aux réflexions spéculaires. Sur des éclairages à basse fréquence, le rendu de l'éclairage indirect peut être mis à jour en temps réel. Pour une gamme plus large de fréquences, le rendu de l'éclairage direct reste réservé à des scènes statiques. En effet, ce dernier cas nécessite des temps de calcul élevés ou une paramétrisation complexe de la géométrie. Notre approche reconstruit rapidement un éclairage global à partir d'une carte de photons sans paramétrisation préalable. La carte de photons est simplifiée sous la forme d'un octree de lumières directionnelles virtuelles. L'éclairage est alors évalué par la carte graphique afin de permettre une navigation en temps réel dans une scène sous éclairage indirect. Nous avons ensuite étudié un moyen d'améliorer le calcul des réflexions spéculaires en temps réel en rastérisation, afin de s'affranchir d'une simulation coûteuse en lancer de rayon. En rastérisation, les réflexions calculées ne sont exactes que pour des éléments réfléchis situés à l'infini. Les solutions existantes tentent de construire des réflexions en champ proche, cependant elles reposent sur des hypothèses trop simplificatrices, ce qui limite le champ d'application à un nombre restreint de topologies de scène. Nous avons alors défini une méthode basée sur une recherche itérative afin d'obtenir une réflexion plausible pour des éléments proches. Toutefois, le gain de précision obtenu s'accompagne de phénomènes de désoccultations causés par le mouvement apparent lié à la parallaxe. Ces problèmes sont limités, en partie, par une reconstruction locale de la géométrie par notre tampon de géométrie projetée. De nombreuses solutions existantes permettent d'afficher des rendus temps réel à des résolutions élevées. Toutefois, les solutions matérielles souffrent d'une obsolescence rapide et ne présentent qu'une montée en charge limitée. Par contre, les distributions logicielles s'avèrent plus souples, mais n'offrent que des rendus sommaires. Améliorer ces solutions afin d'obtenir des images de meilleure qualité à l'aide de rendus multipasses s'avère cependant difficile : les solutions existantes entrelacent les procédures de rendu avec la synchronisation des données. Une architecture modulaire permettrait d'augmenter la réutilisabilité d'un système distribué ; le développement des méthodes de rendu devenant alors indépendant de toute fonctionnalité liée à la distribution. C'est ce que propose HiD2RA à l'aide de son métagraphe de scène. Cette implantation du patron de conception mandataire distant offre une interface extensible pour le développement d'applications avec un rendu temps réel de haute qualité sur un mur d'écran.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Paulin, Mathias
Ecole doctorale:Mathématiques, informatique, télécommunications de Toulouse (MITT)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (IRIT), UMR 5505
Mots-clés libres :Rendu temps réel - Eclairage global - Cache de radiance - Réflexions - Rendu distribué - Mur d'écran - Haute résolution
Sujets :Informatique
Déposé le :20 Sep 2010 17:24