Proposition de thèse : Modèles d’apparence multi-échelles pour la simulation d’éclairage.


L’ED SISMI propose le sujet de thèse suivant :

Intitulé du sujet : Modèles d’apparence multi-échelles pour la simulation d’éclairage.

Ce projet serait sous la direction de Daniel Meneveaux de XLIM à l’Université de Poitiers

Co-directeurs renseignés : Pierre Poulin /

Les financements sont : Demi-bourse de thèse AAP région (SIMOREVA) et demi-bourse Montréal

Le début de la thèse est prévu pour : 09/2019

Mots clés du sujet : Synthèse d’images réalistes, Détails, Apparence des matériaux

Présentation du sujet : Le sujet de la thèse concerne la représentation de matériaux appliqués aux objets pour produire des images de synthèse de haute qualité. Cette question a été abordée dès les années
70, et elle est toujours aujourd’hui au cœur d’importants travaux pour de nombreux laboratoires de recherche dans le monde. L’un des enjeux est de produire des modèles de représentation très réalistes d’un point de vue visuel, qui respectent les aspects physiques importants pour la simulation d’éclairage, mais qui permettent également de reproduire de manière fidèle les courbes obtenues par mesures. Actuellement, il n’existe pas de modèle suffisamment complet pour répondre à toutes ces contraintes.

Objectifs : L’objectif du travail est de proposer des outils de modélisation de matériaux multicouches représentatifs d’une réalité physique, incluant des défauts de surface, et qui puissent être observés à différents niveaux d’échelle de manière efficace. Pour cela, une première partie de la thèse consiste à réaliser une étude bibliographique complète des modèles existants dans la littérature, avec le développement de quelques exemples qui nous paraîtront les plus prometteurs pour la suite du travail. La seconde partie a pour objectif de proposer des solutions pour prendre en compte les variations des niveaux d’échelle lorsque l’observateur se rapproche ou s’éloigne de la surface des objets.

Description du sujet : La thèse abordera principalement la simulation réaliste des matériaux, avec pour focus la prise en compte des variations de leur apparence en fonction du niveau d’échelle de visualisation. En effet, lorsqu’un objet est regardé d’assez loin, les effets lumineux résultants de l’intéraction lumière-matière peuvent être moyennés. Toutefois, lorsque l’on s’approche, certains détails apparaissent: détails géométriques (aspects de surfaces), variations des caractéristiques fondamentales des matériaux (multi-couche, texture, indice de fresnel…) La thèse abordera ses différents aspects et essaiera de proposer une méthode permettant le passage continu, sans surcoût calculatoire préjudiciable, entre l’aspect globale du matériau (observation lointaine) et la perception de détails plus fins (observation proche).

Compétences acquises à l’issue de la thèse : À l’issue de la thèse, le.la candidat-e deviendra expert.e en synthèse d’images réalistes et saura maîtriser les aspect physiques (optique géométrique, diffractive) de la simulation d’éclairage que de leur mise en œuvre sous la forme d’algorithmes efficaces.

Présentation de l’équipe d’accueil : La thèse est en co-tutelle, avec une partie du temps au sein du laboratoire XLIM à Poitiers (équipe IG) et l’autre au sein du laboratoire LIGUM de l’université de Montréal. Les activités de recherche de l’équipe IG sont organisées autour de la modélisation, l’animation, la géométrie et le rendu. Cela se décline dans les trois thèmes suivants : Modélisation et animation d’objets géométriques, Géométrie discrète et Simulation d’éclairage. Au cœur des activités de recherche de l’équipe Informatique Graphique (IG) se trouve la structure des objets complexes. Cela se décline dans différentes thématiques.
Le LIGUM est les plus grand laboratoire de recherche en informatique graphique du Québec. Ses activités de recherches se concentrent sur le rendu réaliste et la modélisation de l’apparence, la modélisation procédurale, l’interactivité, l’animation temps réel, l’animation et la simulation basées physique. Il développe de fort lien avec les leaders de l’industrie de l’informatique graphique: Disney Research, Microsoft Research et Microsoft Game Studios, Moko Studios, Ubisoft, NVIDIA, Electronic Arts, et nGrain.

Compétences souhaitées pour les candidats : Maîtrise des fondamentaux de la simulation d’éclairage (méthode de « path tracing », Monte Carlo, BRDF)
Connaissances avancées en informatique graphique
Programmation C++, OpenGL.

Pour plus d’informations et pour candidater, merci de contacter :

Date de dépôt : 02/01/2019 à 17 h 50 min




ED SISMI