Tracer de rayon : ray tracing

Bonjour,

Voila je travaille sur la propagation des ondes electromagnetiques dans un etage d'un bâtiment ... Le probléme revient à la resolution des équations de Maxwell.

Je veux implementer l'algorithme du tracer de rayons , mais je ne sais pas du tout comment m'y prendre :aie:. Je connais bien la théorie du truc, mais de la à passer à l'implementation je bloque:
comment representer un étage ? comment representer les murs dans un etage ? les rayons generés par la source ? sachant qu'un rayon peux donner naissance à plusieurs autres rayons quand il rencontre un obstacle.


J'ai bouquiné beaucoup d'articles sur le sujet, aucun chercheur ne propose le code source de sa méthode. J'ai aussi cherché sur le net, mais je n'est trouvé que des fragments de code inutiles pour moi, car je dois integrer les phénomenes de reflexion/refraction (Snell-Descartes), et diffraction (Uniform theory of diffraction).

Si quelqu'un a deja traité le sujet, ou a une idée ou un lien qu'il me viens en aide ;)

j'éspére avoir etais clair. N'hésitez pas à me poser des question sur le sujet si cela vous interesse ;).
mercii,

En fait, le lancer de rayon fonctionne bien si tu es en champ lointain. (à ne pas oublier pour savoir là où tu fais des erreurs)

Citation:

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comment representer un étage ?

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C'est de la géométrie, tout bon modeleur peut te permettre de la créer.

Citation:

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comment representer les murs dans un etage ?

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Idem, un mur, c'est au choix, un plan , deux (avec des propriétés différentes)

Citation:

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les rayons generés par la source ?

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Simple, tu prends la directivité de ta source et tu lances le rayon en fonction de celle ci.

Citation:

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sachant qu'un rayon peux donner naissance à plusieurs autres rayons quand il rencontre un obstacle.

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Oui, c'est de la diffraction, c'est très simple : dès que tu arrives sur une surface, tu regardes si l'interaction qui va intervenir est une diffraction. Si c'est le cas, tu relances tes plusieurs rayons.

Il faudrait que tu nous dise ce qui bloque exactement, parce sinon, la technique est simple.

Citation:

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Envoyé par PRomu@ld

En fait, le lancer de rayon fonctionne bien si tu es en champ lointain. (à ne pas oublier pour savoir là où tu fais des erreurs)

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Inexact, le lancer de rayon fonctionne partout dans l'environement. Ou plutot le champs d'application depend du modéle utisé, dans mon cas tout l'environnement de propagation est pris en compte car tous les phenomnes physiques sont intergrés.

En fait, il faut faire la différence en lancer et tracer de rayon:

Lancer de rayon (Ray Launching brute-force) : on envoie des rayons avec un ecart angulaire predefini.

Tracer de rayon (Ray Tracing) : pour un point donnée du plan, on cherche les rayons qui passent par ce point et qui ont pour origine notre source de rayonnement. Dans ce cas il n'exite pas de rayon superflux.

Dans mon cas c'est plutot du tracer de rayon :(.

Je bloque sur la generation de rayons qui part de la source pour arriver à un point donnée (soit en ligne direct, soit apres des reflexions ou meme diffractions).

Citation:

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Inexact, le lancer de rayon fonctionne partout dans l'environement

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Non, ça ne marche pas en champ proche, tu ne peux pas y appliquer l'optique géométrique et donc pas possible d'appliquer une méthode de lancer de rayons.

Citation:

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Je bloque sur la generation de rayons qui part de la source pour arriver à un point donnée (soit en ligne direct, soit apres des reflexions ou meme diffractions).

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Ca nécessite d'avoir quelque chose de déterministe et donc avoir une solution analytique au problème, ce qui a mon avis n'est pas possible.

Citation:

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Envoyé par PRomu@ld

Non, ça ne marche pas en champ proche, tu ne peux pas y appliquer l'optique géométrique et donc pas possible d'appliquer une méthode de lancer de rayons.

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Je traite la propogation des ondes WLAN (longueur d'onde 12cm pour 2.5GHz), la problématique du champs proche ne se pose même pas dans mon cas. Puisque le point qui sont dans ce champs ( à une longeure d'onde de la source ) sont directement visible par la source.

Le champs proche interviens quand on fait de la microscopie : miscroscope a effet tunnel ou à champs proche. Et dans ce cas la je suis d'acord avec toi sur le fait que l'OG marche plus. Plus encore, c'est la diffraction qui permet d'amplifier la réponse et ainsi echappé au principe d'incertitude de Heisenberg pour voir plus petit....

Citation:

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Envoyé par PRomu@ld

Ca nécessite d'avoir quelque chose de déterministe et donc avoir une solution analytique au problème, ce qui a mon avis n'est pas possible.

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Tu te trompe, il existe des solutions :
http://en.wikipedia.org/wiki/Ray_tracing
Une demo java du truc (Ray casting) : http://pixellove.eu/wega/

Citation:

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Le champs proche interviens quand on fait de la microscopie : miscroscope a effet tunnel ou à champs proche. Et dans ce cas la je suis d'acord avec toi sur le fait que l'OG marche plus. Plus encore, c'est la diffraction qui permet d'amplifier la réponse et ainsi echappé au principe d'incertitude de Heisenberg pour voir plus petit....

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Pas toujours en microscopie, tout dépend de la longueur d'onde des ondes que l'on veut propager.

Citation:

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Tu te trompe, il existe des solutions :
http://en.wikipedia.org/wiki/Ray_tracing
Une demo java du truc (Ray casting) : http://pixellove.eu/wega/

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En fait, je n'avais pas compris ce que tu disais, entre les physiciens et les informaticiens, nous avons les mêmes termes mais pas pour décrire les mêmes choses ... :aie:

Ce que tu appelle le lancer de rayon c'est du light tracing (tracé de lumière) et ce que tu appelles tracé de rayon c'est pour nous du lancer de rayon :aie: (backward raytracing).

En fait, la technique de base est simple et purement récursive.

Tu lances des rayons primaires (issus de l'oeil ou du capteur dans ton cas), à chaque intersection, tu récupères la contribution directe si l'intersection se fait avec la source. Si tu n'es pas sur une source, tu récupère les contributions extérieures. Ces contributions extérieures étant obtenue de la même façon (contribution directe de la lumière + contribution extérieure).

je ne sais pas si ça va aider :

http://ensiam.free.fr/phpBB2/viewtopic.php?t=9

c'est du pascal, programmer avec les pieds mais l'idée est là. Ca affiche un cube.

J'apporte mon grain de sel a la discussion sous forme synthetique:

Image de synthèse

Modèle d'illumination locale (pas d'interaction entre objets)

• shading: source -> objet
• Ray casting: source -> objets visibles

Modèle d'illumination Globale

• Ray tracing: camera -> objet (-> objet ...) -> source
• bi-directional Path tracing: camera -> objets <- source
• Photon Mapping (avatar de Promu@ld): source -> objet -> objet...

Pas tout à fait.

Citation:

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Ray tracing: camera -> objet (-> objet ...) -> source

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Ca c'est plus du path tracing ou rendu de monte carlo (c'est pas tout à fait la même chose) mais au niveau sens des interactions, c'est pareil.

Le raytracing, c'est un cas particulier du path tracing où tu ne considères que l'éclairage direct et les directions spéculaires (réflexion + réfraction). A ce titre, ça n'est pas un algo d'illumination globale.

Citation:

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Photon Mapping (avatar de Promu@ld): source -> objet -> objet...

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Pas exactement non plus. En fait dans le sens des interactions, c'est comme le path tracing bidirectionnel si on veut tout prendre en compte (surfaces spéculaires et glossy).

Citation:

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Envoyé par PRomu@ld

A ce titre, ça n'es pas un algo d'illumination globale.

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Je conteste. :aie:

A partir du moment ou des sources indirectes sont prises en compte, c'est de l'illumination globale. Meme si le raytracing ne prend que très très peu de type de sources indirectes c'est suffisant pour le ranger dans les modèles d'illumination globale. Enfin bon, c'est subjectif... mais wikipedia est d'accord avec moi. :P

Citation:

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Pas exactement non plus. En fait dans le sens des interactions, c'est comme le path tracing bidirectionnel si on veut tout prendre en compte (surfaces spéculaires et glossy).

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Oui c'est vrai. J'ai fait un résumé très succinct des différences fondamentales, mais on peut toujours améliorer chaque technique.


PS: personnellement je préfère ajouter une passe de raytracing après le photon mapping "simple" plutôt que d'implémenter le bidirectionnel dans le photon mapping. :roll:

Citation:

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A partir du moment ou des sources indirectes sont prises en compte, c'est de l'illumination globale. Meme si le raytracing ne prend que très très peu de type de sources indirectes c'est suffisant pour le ranger dans les modèles d'illumination globale. Enfin bon, c'est subjectif... mais wikipedia est d'accord avec moi.

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Dans je petit monde de la recherche et du rendu, le raytracing ne fait pas parti des algos d'illumination globale dans le sens où les inter réflexions ne sont pas calculées mais donnés empiriquement sous forme d'un terme ambiant constant.

Alors oui, pour une scène composée uniquement de surfaces spéculaires ou une scène composée que d'un triangle (ou plus généralement un seul objet convexe), le raytracing résout l'équation du rendu pleinement, mais ça fait trop peu pour être considéré comme un algo générique d'illumination globale.

D'ailleurs, Whitted (le père du raytracing), lorsqu'il a présenté sa technique ne le présentait pas comme un algo d'illumination globale mais une amélioration des algos de shading pour prendre en compte les effets de réflexions et réfractions (le papier officiel s'appelle "An improved illumination model for shaded display")

En ce moment, j'essaie de concevoir un raytracer interactif, et ce que tu dis Romuald m'interpelle : on ne peut pas l'utiliser en champ proche ? Pourquoi ? Un grand nombre d'exemples du ray tracing est en chanp proche :koi:

Citation:

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Pourquoi ? Un grand nombre d'exemples du ray tracing est en chanp proche

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Parce que l'optique géométrique ne peut pas s'appliquer. (les fronts d'onde ne peuvent pas être considérés comme plan). En synthèse d'image ça ne pose pas de problèmes, mais dans d'autres domaines ça pose des problèmes (un prof de radiocom nous disait que ça posait des pb d'étude de propagation d'onde radio lorsque tu étais trop proche de l'antenne). Je ne suis pas un spécialiste de la radiocom alors je ne fais que répéter ce qu'on m'a dit ;)

Citation:

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Envoyé par PRomu@ld

Parce que l'optique géométrique ne peut pas s'appliquer. (les fronts d'onde ne peuvent pas être considérés comme plan). En synthèse d'image ça ne pose pas de problèmes, mais dans d'autres domaines ça pose des problèmes (un prof de radiocom nous disait que ça posait des pb d'étude de propagation d'onde radio lorsque tu étais trop proche de l'antenne). Je ne suis pas un spécialiste de la radiocom alors je ne fais que répéter ce qu'on m'a dit ;)

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Ah, OK ;) Dans ce cas, effectivement, je suis d'accord avec lui, c'est vrai :D