Variations sur le calcul des vecteurs d'éclairement indirect

When it comes to global illumination, the computer graphics community is divided into two parts. The first studies the application of a well-known theory in the physics community (radiosity) which tries to find an equilibrium state of thermal transfers between a set of surfaces. When used to compute digital pictures, the quantities transfered are no longer thermic but still electromagnetic waves: the light. More recently, a new way of investigation has appeared, based on statistical mathematical principles (Monte Carlo methods),in order to compute pictures using a ray-tracing algorithm (the rendering equation) and a numerical solution (path-tracing). The work presented in this thesis belongs to the latter method. The indirect light vectors (ILVs), computed with a ray-tracing algorithm, and based on a Monte-Carlo method, are used to simulate light distribution in a close environment. The research presented here focuses on improving this young technique. To do so, we used several different approaches, based on well-know principles or even entirely new ones. This results in a set of propositions allowing to compute ILVs more quickly and more accurately. These propositions are divided into two distinct parts. The first one studies a single ILV, and the second one offers improvements on displaying indirect illumination, when computed with the ILVs.L'exploration des diverses solutions liées au problème de l'éclairement global en synthèse d'images a vu l'émergence de deux disciplines fort différentes. La plus ancienne est l'application d'un principe utilisé par les physiciens dans les calculs d'échanges thermiques. Dans le cas de la synthèse d'images, ce ne sont en fait que les grandeurs échangées qui diffèrent et les ondes infrarouges sont remplacées par la lumière visible. Ce ne sont donc plus des échanges thermiques qui sont traités, mais uniquement des échanges lumineux entres différentes surfaces : la radiosité. Plus récemment, nous avons vu l'application de concepts mathématiques statistiques (les méthodes de Monte-Carlo) à un algorithme de lancer de rayons : l'équation de rendu et sa résolution par le suivi de chemins. Le travail présenté dans cette thèse fait partie de cette seconde famille. Les vecteurs d'éclairement indirect (VEI) obtenus à l'aide du lancer de rayons,s'appliquent dans le cadre de scènes d'intérieur et utilisent, pour leur calcul,une méthode de Monte-Carlo. Les recherches que nous avons menées ont pour but de développer cette jeune méthode que sont les VEI. Nous avons,pour cela,tenté d'explorer différentes voies, parfois en appliquant des principes connus,parfois en proposant des méthodes originales. Le résultat est une collections de propositions permettant de calculer les VEI plus rapidement et plus précisément. Ces propositions se séparent en deux groupes bien distincts dont le premier est l'étude du calcul d'un VEI. Le second propose des améliorations pour visualiser l'éclairement indirect calculé avec les VEI