La synthèse d'image, ou "rendu", est un thème central de l'informatique graphique 3D. Elle regroupe un ensemble de méthodes d’imagerie artificielle permettant générer automatiquement des images numériques à partir de modèles de scènes 3D virtuelles. Elle s’appuie sur l’informatique, la physique, les mathématiques appliquées et la perception. Elle est employée intensivement dans les domaines de la conception assistée par ordinateur, des effets spéciaux, de l'animation, des jeux-vidéo, de la simulation ou bien encore de l'architecture.

Ce cours présente les principes, algorithmes et techniques de la synthèse d'image. Il traite en particulier des modèles numériques de forme, d’apparence, d'éclairage et de capteur d'une scène 3D. L'équation du rendu, ainsi que les modèles standards d'illumination, d'ombrage et de réflectance sont présentés. Différents algorithmes de synthèse d'image à partir de ces modèles sont détaillés, notamment le rendu par projection et le rendu par lancer de rayon. Le rendu temps-réel, la programmation GPU et l'implémentation de structures hiérarchiques spatiales sont également présentés. Enfin, une ouverture vers l'éclairage global conclue le cours.

Ce cours a une forte dimension pratique, où les élèves implémentent les modèles et algorithmes tout au long du trimestre, à l'aide notamment des langages C/C++ et de l'API OpenGL. Les bases techniques nécessaires seront rappelées pour cela. A l'issu du cours, les élèves ont acquis la capacité à développer des systèmes intéractif de rendu 3D complets ainsi qu'une connaissance détaillée du processus de simulation lumineuse et de formation de l'image numérique à partir d'une scène 3D.

Langue du cours : Anglais & Français

Credits ECTS : 4