Rendu interactif de nuages réalistes

Nous proposons un algorithme simulant interactivement la dispersion anisotrope multiple de la lumière (multiple anisotropic scattering) dans un milieu homogène. Contrairement aux méthodes temps-réel précédentes, nous reproduisons tous les types de chemins lumineux à travers le milieu et nous préservons leur caractère anisotrope. Notre approche consiste à estimer le transport d’énergie depuis la surface éclairée du milieu vers les pixels à rendre, en considérant séparément chaque ordre de dispersion. Nous représentons la distribution des chemins lumineux parvenant à un pixel donné du volume par la moyenne et l’écart-type de leur point d’entrée sur la surface illuminée, que nous appelons “aire collectrice”. Au moment du rendu, nous déterminons sur la surface illuminée l’aire collectrice pour chaque pixel et pour différents groupes d’ordre de dispersion, et en déduisons le transport lumineux associé. La recherche rapide de l’aire collectrice et le calcul du transport lumineux est rendue possible grâce à une étude préliminaire de la dispersion multiple dans des formes simplifiées et ne nécessite pas de parcourir le volume.

Le rendu est réalisé efficacement dans un shader sur le processeur graphique (GPU), en utilisant un maillage de la surface du nuage enrichi par une Hypertexture ajoutant des détails à la forme. Nous présentons notre modèle avec le rendu interactif de cumulus animés et détaillés à 2-10 images par secondes.