Participants : Pascal Deville, Hervé Dumortier, Dorothée Schulz-Cazier, Jean-Claude Paul
Mots clefs : modélisation photométrique, sources lumineuses, fonctions de réflectance, simulation de l'éclairage
En synthèse d'images, les spectres d'émission des sources lumineuses et de réflectance des matériaux sont exprimés à l'aide de trois composantes (rouge, vert, bleu). Cette approximation n'est pas satisfaisante lorsqu'on cherche à générer des images à partir de modèles physiques. Des méthodes ont été récemment proposées pour effectuer des simulations à partir d'une analyse spectrale, sur la base d'un échantillon raisonnable de longueurs d'ondes. Mais ces méthodes supposent que les spectres soient continus, donc sans raie d'émission. Cette hypothèse est abusive, et nous avons conçu une méthode permettant de modéliser des sources d'émission spectrale quelconques. Pour pouvoir modéliser n'importe quelle source lumineuse, nous avons également conçu une méthode permettant de modéliser des sources quelconques d'émission spatiale [10]. Cette méthode permet d'exploiter des données mesurées tout en prenant en compte des distributions variées. Le modèle de sources lumineuses que nous avons conçu et développé fait aujourd'hui l'objet d'un transfert industriel en ingénierie d'éclairage et en ingénierie des optiques d'éclairage (cf. § 4.2.1).
Pour simuler les propriétés de réflectance de la surface d'un matériau, il faut calculer des distributions spectrales et spatiales qui dépendent à la fois de la direction incidente du flux lumineux et de son spectre d'émission, et des caractéristiques physiques de la surface. Des modèles ont été publiés, qui décrivent ces distributions à l'aide de fonctions plus ou moins compliquées ; nous avons implanté ces modèles. Pour effectuer des simulations d'éclairage de sites réels, il est cependant souhaitable de connaître les caractéristiques précises des matériaux qui les composent. Notre travail a ainsi consisté à mettre en place, avec le laboratoire de photométrie d'Électricité de France, un système de mesures qui permette de paramétrer ces modèles avec plus ou moins de précision [30]. Malheureusement, ces mesures ne peuvent être effectuées, pour le moment, qu'en laboratoire. En site réel, seule la mesure de spectres de réflectance sur des surfaces diffuses est actuellement possible. Il s'agit d'un facteur limitatif des fondements physiques de la simulation d'éclairage.
L'ensemble de ces travaux a fait l'objet d'une publication de synthèse [15] et a été utilisé dans nos applications de simulation d'éclairage [8,34].