Descriptif
La synthèse d'images, ou "rendu photoréaliste", est un thème central de l'infographie 3D qui combine un ensemble de méthodes d'imagerie artificielle pour générer automatiquement des images numériques à partir de modèles de scènes virtuelles en 3D. Le rendu est un sujet transdisciplinaire situé à la frontière entre l'informatique, la physique, les mathématiques appliquées et la perception. Il est couramment utilisé dans les domaines de la conception assistée par ordinateur (CAO), de la réalité virtuelle et augmentée, des effets spéciaux visuels, de l'animation numérique, des jeux vidéo, de la simulation et de l'architecture.
Ce cours présente les principes, algorithmes et techniques de la synthèse d'images. Il aborde notamment les modèles numériques de forme, d'apparence, d'éclairage et de capteurs présents dans une scène en 3D. L'équation du rendu, ainsi que les modèles standards d'illumination, d'ombrage et de réflectance sont présentés. Différents algorithmes de rendu basés sur ces modèles sont détaillés, notamment la rastérisation (rendu projectif) et le lancer de rayons. Le rendu en temps réel, la programmation GPU et les structures de données spatiales hiérarchiques sont également abordés. Enfin, une ouverture vers l'illumination globale conclut le cours.
Ce cours a une forte dimension pratique : les étudiants mettent en œuvre les modèles et les algorithmes tout au long du trimestre, en utilisant le langage C++ et l'API OpenGL (les notions techniques obligatoires sont revues pendant le cours).
Toutes les informations sur le cours sont disponibles ici : Image Synthesis Course Moodle
Langue du cours : Anglais & Français
Objectifs pédagogiques
A l'issue de ce cours, les étudiants seront capables de développer des systèmes de rendu 3D interactifs complets et auront un compréhension détaillée du processus de simulation du transport de la lumière et de la formation d'images numériques à partir d'une scène 3D.
Diplôme(s) concerné(s)
- Programmes d'échange internationaux
- MScT-Artificial Intelligence and Advanced Visual Computing
- Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Parcours de rattachement
Pour les étudiants du diplôme Programmes d'échange internationaux
Algorithms, data structure, calculus, programming (C or C++), linear algebra notions.
Pour les étudiants du diplôme MScT-Artificial Intelligence and Advanced Visual Computing
Algorithms, data structure, calculus, programming (C or C++), linear algebra notions.
Pour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Algorithms, data structure, calculus, programming (C or C++), linear algebra notions.
Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade réduitPour les étudiants du diplôme M2 EN - Énergie
Vos modalités d'acquisition :
- Evaluation par projet final (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours.
- Rattrapage par projet (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours, similaire à l'évaluation initiale.
- Pas d'examen écrit ou oral.
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
Pour les étudiants du diplôme M1 IGD - Interaction, graphisme et design
Vos modalités d'acquisition :
- Evaluation par projet final (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours.
- Rattrapage par projet (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours, similaire à l'évaluation initiale.
- Pas d'examen écrit ou oral.
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Vos modalités d'acquisition :
- Evaluation par projet final (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours.
- Rattrapage par projet (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours, similaire à l'évaluation initiale.
- Pas d'examen écrit ou oral.
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme MScT-Artificial Intelligence and Advanced Visual Computing
Vos modalités d'acquisition :
- Evaluation par projet final (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours.
- Rattrapage par projet (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours, similaire à l'évaluation initiale.
- Pas d'examen écrit ou oral.
- Crédits ECTS acquis : 4.5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme Programmes d'échange internationaux
Vos modalités d'acquisition :
- Evaluation par projet final (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours.
- Rattrapage par projet (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours, similaire à l'évaluation initiale.
- Pas d'examen écrit ou oral.
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme M2 IGD - Interaction, graphisme et design
Vos modalités d'acquisition :
- Evaluation par projet final (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours.
- Rattrapage par projet (remise de l'implémentation d'un article de recherche avec rapport), réalisé en dehors du temps de cours, similaire à l'évaluation initiale.
- Pas d'examen écrit ou oral.
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Programme détaillé
-
Introduction
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Rendering Algorithms & Visibility
-
Appearance
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Textures
-
Shadows
-
Spatial Structures
-
Global Illumination
-
GPU - Graphics Processing Unit
-
Global Illumination Approximation
-
Radiance Fields & Neural Rendering
