La visibilité entre les patchs

ACCELERATION
DE LA
RADIOSITE
Marques Patrice & Maurer Romain
DESS IMM 2002 / 2003
PLAN
- La radiosité ?
- Algorithme de Hanrahan
- Algorithme de « clustering »
- Les nouveaux axes de recherches
Marques Patrice & Maurer Romain : accélération de la radiosité, DESS IMM 06/12/2002
QU’EST CE QUE LA RADIOSITE
- Recherche d’images proches de la réalité
- Division des objets en « patchs »
- Echange d’énergie entre les « patchs »
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LANCER DE RAYON vs RADIOSITE
(en scène fixe)
-Calculs nécessaires à
chaque déplacement
- Calculs uniquement en
préprocess
- spéculaire + diffus
- Mouvement d’un objet 
Re-calcul de la scène
- uniquement diffus
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DEFINITION DE LA RADIOSITE (1/2)
n
BiEi iFijBj
j
Chaque « patch »:
• Peut émettre de l’énergie.
• Reçoit de l'énergie des autres « patchs ».
• En absorbe une certaine partie (en fonction
des propriétés du patch (le matériau)) et renvoie
le reste vers les autres « patchs ».
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DEFINITION DE LA RADIOSITE (2/2)
n
BiEi iFijBj
j
Fij (facteur de forme) dépend :
• De l'orientation relative des
patchs i et j
• De leur distance
• De la présence d'autres
objets entre eux.
k(x, y) (x)
cos(1)cos( 2)
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x y
2
AVANTAGES / INCONVENIENTS
• Totalement adapté au rendu de scènes fixes
• Temps de calcul très important
 Nécessité d’algorithmes d’accélération des calculs
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ALGORITHME DE HANRAHAN (1991)
Principe:
Décomposition des patchs
• Estimation des facteurs de forme entre 2 patchs
• Comparaison avec un seuil prédéfini
• En fonction du résultat:
- Interaction des 2 patchs
- Subdivision du patch ayant le facteur de forme le plus élevé
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ALGORITHME DE HANRAHAN (1991)
Exemple :
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ALGORITHME DE HANRAHAN (1991)
La visibilité entre les patchs :
2 types de tests
- Orientation des patchs
- Pourcentage de visibilité
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ALGORITHME DE HANRAHAN (1991)
Résultats :
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ALGORITHME DE HANRAHAN (1991)
Conclusion :
Permet de diminuer drastiquement le nombre d’interactions à
calculer
Problème :
Polygones de plus en plus petits dans les scènes
 Les subdivisions deviennent caduques
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LE CLUSTERING (1994)
Principe:
Regroupement des patchs
• Les patchs sont regroupés suivant leur proximité
• 2 méthodes possibles
•  - link
•  - link
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LE CLUSTERING (1994)
 - link :
Décomposition du facteur de forme Fij en 2
parties:
F(x, y)(x)
F r(x, y)(x)cos(1)
cos(1)cos(2)
2
x y
F s(x, y)
cos(2)
2
x y
Indépendance des deux calculs
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LE CLUSTERING (1994)
 - link :
- Calcul de tous les kr
- Calcul de tous les ks
- On prend le pire des cas ( plus grand ks, et plus grand kr )
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LE CLUSTERING (1994)
 - link :
On ne tient plus compte des angles
k d (x, y)
1
2
x y
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LE CLUSTERING (1994)
Déroulement après regroupement des clusters:
- Utilisation du  - link
- Estimation de l’erreur sur le facteur de forme
- Interaction des 2 patchs OU
- Utilisation de l’  - link
- Estimation de l’erreur sur le facteur de forme
- Interaction des 2 patchs OU
- Division des clusters
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LE CLUSTERING (1994)
Conclusion :
Permet de diminuer drastiquement le nombre d’interactions à
calculer
Problème :
Si la scène est composé de grand polygones  impossibilité
de regroupement
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LES NOUVEAUX AXES DE
RECHERCHE
Le Face Clustering et la multi-résolution:
- regroupement des faces voisines situées sur
un même plan
- utilisation de modèle multi-résolution
- rendu extrement accéléré
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RESULTATS DU FACE CLUSTERING
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BIBLIOGRAPHIE
- Hanrahan P. , Salzman D. et Aupperle L., A Rapid Hierarchical
Radiosity Algorithm, 1991
-Smits B. , Arvo J. et Greenberg D., A Clustering Algorithm for
Radiosity in Complex Environments, 1994
- Willmot A. J., Hierarchical Radiosity with multi-resolution
meshes, 2000, Thesis
-http://www.linuxgraphic.org/section3d/blender/pages/didacticiels
/radiosite/index.html