Rendu Global et accélération matérielle

    Stage proposé par Jean-Claude Iehl (LIRIS/UCBL)  et  Richard Mitanchey (ENTPE)



    Le but de ce stage est d'améliorer le temps de calcul de l'éclairement global (simulation physiquement plausible) afin de permettre son utilisation dans un environnement interactif. L'éclairement global constitue le coeur de nombreuses applications en synthèse d'images ainsi qu'en réalité virtuelle. Les applications envisagées sont, par exemple, la modélisation interactive de scènes, l'étude et la conception d'éclairages, l'évaluation du confort visuel, etc.

    La solution proposée consiste à utiliser les cartes graphiques programmables pour effectuer la totalité ou une partie des calculs de l'éclairement global.

    Plusieurs approches extrèmes ont été proposées (cf. références bibliographiques) présentant chacune des défauts. Le stage permettra de mieux comprendre les limitations inhérentes à l'architecture des cartes graphiques (transfert de données entre le CPU et le GPU, par exemple) et d'étudier d'autres formes de répartition de calculs entre le CPU et le GPU. Afin de fournir une référence pour les comparaisons de performances (et un apprentissage de la programmation des GPU), il sera intéressant de programmer la méthode décrite dans "The Ray Engine" avant de mettre au point d'autres méthodes.

    La recherche de réalisme poursuivie par les méthodes de rendu de l'éclairement global implique également l'utilisation de matières et de sources de lumières réalistes. De récentes méthodes de mesures fournissent des données jusqu'à présent inaccessibles sur les sources de lumières. L'utilisation de ces mesures dans la simulation de l'éclairement global constitue un pas important dans la qualité de la simulation. Le stage sera également l'occasion de tirer profit de ces données.


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Références:

Utilisation des cartes graphiques programmables en éclairement global :
    Photon Mapping on Programmable Graphics Hardware
    Timothy J. Purcell, Craig Donner, Mike Cammarano, Henrik Wann Jensen, and Pat Hanrahan
    Proceedings of the ACM SIGGRAPH/EUROGRAPHICS Conference on Graphics Hardware pp. 41-50,   2003.

    Ray Tracing on Programmable Graphics Hardware
    Timothy J. Purcell, Ian Buck, William R. Mark and Pat Hanrahan
    ACM Transactions on Graphics. 21 (3), pp. 703-712, 2002.
    (Proceedings of ACM SIGGRAPH 2002).

    The Ray Engine
    Nathan A. Carr, Jesse D. Hall and John C. Hart.
    Proc. Graphics Hardware 2002, Sep. 2002.

    GPU Algorithms for Radiosity and Subsurface Scattering
    Nathan A. Carr, Jesse D. Hall and John C. Hart.
    Proc. Graphics Hardware, July 2003.
    (pdf) and color plate (pdf)

    Instant Radiosity
    Alexander Keller
    Proc. SIGGRAPH'97, Computer Graphics. 31, pp 49-56, 1997

 Mesures de sources de lumières : 
    Radiant Imaging


Programmation openGL :
    http://www.opengl.org/developers/documentation/index.html
   
    openGL avancé
        GL_ARB_vertex_program   
        GL_ARB_fragment_program    

        exemples : http://www.irit.fr/~Mathias.Paulin/Files/ExemplesArb.tgz

    openGL et Cg