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Synthèse d'Image Avancée by Mind Map: Synthèse d
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Synthèse d'Image Avancée

La chaîne de rendu

Transformation aux sommets

Vertex Shader

Données présentes, Variables globales, Données par face (dupliquées pour chaque sommet), Données par sommet, Position, Normale, Couleur, Paramètres d'éclairement

Notion absente, Voisinage, Sommet déjà traité, Face

Assemblage

Geometric Shader

Données présentes, Variables globales, Données par face, Données sur tous les sommets, Position, Normale, Couleur, Paramètres d'éclairement, 1-voisinage : les faces partageant un sommet avec la face courante

Notion absente, Voisinage étendu

Utilisation classique, Subdivision

Élimination/Projection

Back Face Culling, Algorithme, Avantages

Projection, Orthogonale, Perspective

Viewport : coordonnées écran -> coordonnées pixel

Rastérisation/échantillonnage

Théorème de Shanon / fréquence de Nyquist

Anti-aliasing, Problèmes de répétition, Échantillons aléatoires, Introduit du bruit, Interleave Sampling, Problème d'échantillonage, Calcul de la couverture d'un pixel, Meilleur solution dans l'idéal, Coût, Calcul de la distance à la ligne (approximation solution précédente), Sur-échantillonnage, Simplicité/généricité, Coût, choix des échantillons, Mip-mapping

Élimination des pixels non visibles

Méthode de Sutherland-Hodgeman

Transformation du fragment

Données présentes, Variables globales, Données issues de la rasterization, Interpolation des valeurs par sommets, Position, Normale, Couleur, Paramètres d'éclairement, Eclairement

Notion absente, Voisinage, Pixel, Face/Sommet

Transformation du pixel

Histogramme

Alpha test

Z-Buffer, Algorithme, Tous les pixels à -infini, Pour chaque polygone, Projeter sur le plan image, Pour chaque pixel projeté, z>Zmax[position], Changer Zmax[position], Afficher le pixel à l'écran, Avantages, Facile à implémenter, Travaille dans l'espace image : pas de prés traitement, Inconvénients, Coût en mémoire (tampon de la taille de l'image, Travaille dans l'espace image : aliasing, artefacts, Problème d'ordre pour la transparence, Coût en O(nbPixelMoyenPoly * nbPoly), Variante : Hierarchical Z-buffer, Interdit toute modif du Z dans le fragment

Stencil

Alpha blending

Operation logique

Dithering

Complexité des algos de rendu

Notation

n = nombre de pixel moyen par polygones

N = nombre de pixel dans l'image

p = nombre de polygones

Z-buffer

O(n*p)

Algorithme du peintre

O(n*p*ln(p))

Tracé de rayon

O(N*ln(p))

Transformation perspective et caméra

Utilisation des coordonnées homogènes pour pouvoir cumuler les opérations géométriques

Multiplication de matrice non commutative

Éclairage local

Définition

Lumière propre (source de lumière)

Lumière ambiante (approximation de la lumière émise ou réfléchie par l'environnement)

Autres sources de lumières

Catégories des sources de lumière

Infinitésimales, Directionnelle, Ponctuelle, Diagrammes goniométriques, Ponctuelle, Distribution directionnelle

Étendues, Uniforme (néon), Non uniforme (phare de vélo avec déflecteur), Percentage Closer Soft Shadow (PCSS) : Taille d'échantillonnage en fonction de la distance aux occludeurs

Réflexions (BRDF)

Diffus (lambertien)

Phong, Simple : (rayonCamera . rayonReflechi), Blinn-Phong (normale . bissectrice(incident,reflechi))

Glossy

Miroir (spéculaire)

Anisotropie : velours, Nécessite une paramétrisation de la surface, Le modèle de Lafortune-Phong est anisotrope

Interpolation

Gouraud, Interpole valeur aux sommets

Phong, Interpole les données d'entrée au sommet, puis recalcule au niveau du fragment, Nécessite une renormalisation de la normale (sinon, trop courte)

Ombres

Ombre dure : est-ce qu'il existe au moins un objet occultant ?

Shadow Volum, Stencil Buffer : On compte le nombre d'entrées et sorties dans un volume d'ombre depuis la caméra jusqu'à l'objet :, Si 0 : éclairé, Deux passes (pour compter successivement les fronts et les back)

Shadow Mapping, Standard, Perspective Shadow Map, Exponential Shadow Map, Soft shadow Mapping

Ambient occlusion

Éclairage global

Géométrique sphérique

Angle solide, L'angle solide sustenté par une surface en P est l'aire de cette surface projetée sur la sphère unité centrée en P, Unité : stéradian

Angle solide différenciel, Intégration de l'angle différentiel par un pas de discrétisation)

On cherche à calculer la radiance en chaque point, Ajout de la radiance de la surface (source primaire) à la BRDF + convolution des radiances des autres surfaces, La notion de visibilité ajoute des discontinuités, Proba de Monte-Carlo

Facteur de forme

Radiométrie

Propriétés Surface, Puissance, Irradiance (combien d'énergie arrive sur une surface), Radiosité (combien d'énergie est ré-émise sur une surface)

Propriétés Point+Direction, Radiance : Puissance par aire projetée et par angle solide

Photométrie

Pondération de la radiométrie en fonction de la perception humaine

Peut être réalisé en post processing (Tone mapping)