Projet : SIAMES

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Logiciel de simulation d'éclairage

 

Participants : Kadi Bouatouch, Éric Maisel, Daniel Meneveaux, Samuel Carré.

Mots clés : logiciel, simulation d'éclairage .

Glossaire :

simulation inverse :  technique permettant à partir d'un résultat d'éclairement désiré de trouver par calcul les positions et caractéristiques des sources de lumineuses.

Résumé :

Différents types de logiciels ont été développés pour la simulation d'éclairage et le dimensionnement des tunnels : simulation d'éclairage naturel et artificiel, simulation en environnements complexes et simulateur parallèle.

• GIN : GIN est un logiciel de simulation d'éclairage développé en collaboration avec le CSTB. L'approche utilisée est spectrale, les longueurs d'ondes échantillons sont déterminées automatiquement en fonction de la forme des spectres des sources de lumière et de celle des réflectances des matériaux. Le logiciel prend en compte l'éclairage naturel (utilisant des modèles de ciel et de soleil) et artificiel (utilisation des catalogues de luminaires). L'effet de la modification des propriétés de réflectance des matériaux sur l'éclairage est quasi instantané. La modification du type de source implique peu de calculs. Le logiciel s'appuie principalement sur la méthode de radiosité et utilise dans une deuxième passe le lancer de rayon pour les effets de réflexion spéculaire et de transparence.
• SIM : SIM permet d'effectuer une simulation d'éclairage dans des environnements complexes sur une station de travail courante. L'approche mise en uvre est basée sur le découpage de l'environnement en plusieurs parties que nous appelons cellules. Chaque cellule ayant une liste d'ouvertures (portes ou fenêtres) à travers lesquelles elle voit d'autres cellules. Un calcul de visibilité détermine pour chaque cellule la liste de ses cellules visibles à travers des ouvertures. Ces opérations constituent la structuration de l'environnement. Le résultat de cette structuration est une liste de cellules et un graphe de visibilité. A partir des résultats de cette structuration, la simulation d'éclairage dans des environnements complexes est rendue possible. En effet, une surface appartenant à une cellule émet son énergie vers les surfaces de cette cellule mais aussi vers les surfaces des cellules qui lui sont visibles. Ce fait est exploité par SIM pour ne garder en mémoire que les cellules éclairées par la cellule émettrice courante, le reste des cellules étant stocké sur disque. Cela permet de réduire à tout instant l'espace mémoire utilisé et rendre possible la simulation dans des environnements complexes.
• SAS : SAS est un logiciel interactif permettant de structurer un environnement complexe en cellules à des fins, soit de simulation d'éclairage, soit de déplacement virtuel en temps réel. Ce logiciel s'appuie sur les librairies MOTIF et OpenGL.
• SimP : SimP est une version parallèle de SIM utilisant l'environnement de programmation parallèle MPI, ce qui lui permet de fonctionner sur n'importe quel réseau de machines séquentielles ou parallèles.
• SimT : Les caractéristiques du logiciel SimT sont :

  1.

  Proposer un logiciel de simulation d'éclairage permettant d'obtenir une représentation virtuelle d'un tunnel et de son éclairage la plus proche possible de ce qu'elle devrait être en réalité. Ceci est d'un intérêt crucial pour le concepteur de tunnel qui pourra ainsi visualiser le tunnel avant sa construction effective, obtenir certains renseignements très utiles comme les niveaux de luminances ou une évaluation de l'éblouissement en certains points de la scène. Il disposera alors d'un outil permettant de détecter d'éventuels défauts et les qualités que pourrait présenter ce tunnel après construction.

  2.

  Proposer un outil d'aide à la conception. L'objectif est de déterminer, tout en respectant le niveau requis sur la chaussée, les meilleures configurations (choix du revêtement, type de sources, puissance d'émission, ...) relatives au tunnel. Conceptuellement, ce problème peut être vu comme un problème de simulation inverse.

  3.

  Proposer un outil de validation pour le concepteur de tunnel mais aussi par exemple pour les fabricants de luminaires qui pourront ainsi évaluer les performances de leurs luminaires vis à vis de la concurrence.

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