Soutenance de thèse Joël Randrianandrasana – 17/12/2020 10h00

Bonjour à tous,

J'ai le plaisir de vous inviter à ma soutenance de thèse, intitulée "Rendu réaliste de matériaux multicouches à l'aide de matrices de transfert", qui se tiendra le Jeudi 17 Décembre à 10h.

Compte tenu de la situation sanitaire actuelle, la soutenance se déroulera en visioconférence. Ci-dessous les informations de connexion à la visioconférence:

Lien: https://univ-reims-fr.zoom.us/j/95062509614

ID de réunion : 950 6250 9614

Bonne journée à tous,

Joël Randrianandrasana

Composition du Jury

M. Kadi Bouatouch, Professeur, Université de Rennes, Rapporteur

M. Tamy Boubekeur, Professeur, Telecom Paris, Rapporteur

Mme Céline Loscos, Professeure, Université de Reims, Examinatrice

M. Lionel Simonot, Maître de conférences, Université de Poitiers, Examinateur

M. Patrick Callet, Chercheur, MINES ParisTech, Examinateur

M. Laurent Lucas, Professeur, Université de Reims, Directeur de thèse

M. Michaël Krajecki, Professeur, Université de Reims, Co-directeur de thèse

M. Arnaud Chanonier, Ingénieur R&D, Groupe PSA, Invité

Résumé

Les travaux présentés dans cette thèse s'intéressent à la modélisation, à l'acquisition et à la simulation de matériaux multicouches. Nous nous sommes dans un premier temps intéressés au rendu de matériaux spéculaires à couches minces, avec pour objectif la simulation réaliste d'un vitrage utilisé par notre partenaire industriel pour la conception des toits panoramiques équipant ses véhicules. Dans ce cadre, nous identifions et présentons deux approches que nous qualifions respectivement d'approche sommatoire et d'approche matricielle, permettant de simuler les phénomènes optiques en jeu. Bien que ces deux approches aboutissent aux mêmes résultats, l'approche matricielle présente néanmoins l'avantage d'offrir un formalisme compact et extensible. Cependant, les calculs ondulatoires sous-jacents nécessitent une description précise de la structure des matériaux considérés, des ingrédients souvent gardés sous scellés dans l'industrie. Nous montrons que lorsque ces données sont manquantes, la modélisation inverse de la structure d'un tel matériau reste dans certains cas possible, à l'aide d'une approche ellipsométrique.

Au-delà des couches minces, ce travail a été un point de départ qui nous a permis d'explorer de manière générale et approfondie la famille des matériaux multicouches peuplant notre quotidien et les problématiques de simulation auxquelles ces matériaux sont assujettis. En particulier, nous nous sommes intéressés à la modélisation de l'apparence de matériaux constitués de couches rugueuses et présentant des effets de diffusion volumique comme c'est le cas des matériaux incluant des couches de pigments ou ayant subi une altération due au temps et/ou à leur environnement. Si des approches de référence ont déjà été proposées par la communauté, la simulation efficace de cette classe de matériaux dans des budgets de temps raisonnables et maîtrisés reste une problématique ouverte majeure. Pour adresser ces problèmes d'efficacité, nous étendons l'approche matricielle de manière à prendre en charge efficacement le transport de lumière survenant dans cette classe de matériaux. Dans ce cadre, nous proposons une représentation simplifiée des flux lumineux voyageant dans la structure, exploitant les propriétés de convolution de la fonction de phase de Henyey-Greenstein. Les résultats obtenus avec cette approche montrent une évolution significative en terme de fidélité visuelle, par rapport aux méthodes antérieures. Celle-ci démontre également un bon niveau d'accord tout en garantissant des coûts de calcul constants et une variance faible en comparaison des approches stochastiques existantes.

Mots-clés

Rendu réaliste, BRDF, Matériaux multicouches, Matrices de transfert