PROPOSITION DE SUJET



RESPONSABLE: Philippe DECAUDIN, Fabrice NEYRET
EQUIPE:  Evasion / GRAVIR
CONTACT: Philippe.Decaudin @ imag.fr_, Fabrice.Neyret @ imag.fr_



TITRE:
 Ombres et illumination pour le rendu temps-réel de forêts

MOTS-CLE:
 synthèse d'images, phénomènes naturels, représentations alternatives,
 cartes graphiques

 
MOTIVATIONS:

  Notre équipe travaille sur diverses représentations alternatives
(i.e. sans maillage polygonal) permettant de visualiser des forêts
de façon réaliste et efficace, voire temps-réel (cf web).
Ces représentations exploitent les propriétés de l'objet à représenter:
pour une forêt, la similarité permet d'utiliser des textures,
et la concentration des détails visuels au voisinage de la surface
permet d'envisager (notamment) des techniques volumiques.

Cependant lorsque l'on visualise tout un paysage, gérer la
forme du moutonnement dû aux arbres n'est pas tout. En particulier,
l'ombrage du relief sur la forêt, des arbres entre eux, et de la forêt
sur sol, est un aspect essentiel du réalisme. Or en temps-réel
on ne peut pas recourir à des méthodes simples type ray-tracing...
De même, l'apparence de la forêt en un point dépend de la
direction du soleil, au travers de l'éclairement moyen du feuillage.
Mais il n'est pas question de traiter les feuilles une à une...

Le traitement de "l'ombrage moyen" et de "l'illumination moyenne"
en un point doivent donc faire partie intégrante du modèle !


OBJECTIF DU STAGE:

  - Mettre au point une représentation adaptée à nos modèles de forêt
permettant de les ombrer. On s'appuiera en partie sur l'existant,
e.g. horizon maps et ombrage empirique type [Reeves85].
Il faudra également savoir construire les paramètres à partir des données
afin de précalculer cette représentation, puis définir
un algorithme de rendu local exploitant autant que possible la
carte graphique (textures, vertex shaders, pixels shaders).

  - Mettre au point une représentation permettant de représenter
l'illumination local à diverses échelles par moyennage successif.
On s'appuiera en partie sur l'existant, e.g. ellipsoïdes,
normal filtering, modèle de Lafortune...
De même, il faudra savoir précalculer les paramètres et calculer
le shading avec le hardware graphique.


RESULTAT ATTENDU:

Théorique:
  - représentation complète pour l'ombrage (i.e. modèle, création, rendu)
  - représentation complète pour l'illumination

Pratique:
  Implémentation d'une maquette logicielle en C ou C++
  en collaboration avec le groupe travaillant sur les forêts,
  sous OpenGL, en exploitant les fonctionnalités avancées des
  cartes graphiques type GeforceFX ou Radeon.