SIGGRAPH 2011 : Lens Flare temps réel basé sur la physique

Décriés ou adulés, les effets tels que bloom ou lens flare ne laissent pas indifférents en 3D ou 3D temps réel, d’autant plus que leur réalisation n’est pas toujours à la hauteur. Le lens flare en particulier reste souvent très basique en 3D temps réel, à base de textures statiques, et très éloigné de la réalité.

Matthias B. Hullin, Elmar Eisemann, Hans-Peter Seidel et Sungkil Lee, issus de différents instituts de recherche (MPI Informatik, Télécom ParisTech, Universität des Saarlandes,S ungkyunkwan University), ont justement travaillé sur la question, et présenteront au SIGGRAPH 2011 une publication sur leurs recherches : recréer un lens flare temps réel, qui soit réellement basé sur la physique, et donc plus réaliste.

Leur méthode a le mérite de simuler de nombreux défauts des objectifs réels, tels que les imperfections optiques, aberrations chromatiques et géométriques, ou même les traitements optiques antireflets.
L’approche comporte plusieurs stratégies d’accélération pour trouver un bon compromis entre vitesse et qualité visuelle, ce qui laisse entrevoir un usage à la fois pour la 3D temps réel et le rendu offline haut de gamme.

Voici la vidéo présentant leur technique et les résultats obtenus :

En plus des longs-métrages ou des jeux vidéo, cette nouvelle méthode peut aussi être utilisée pour l’ajout de lens-flare en postproduction sur des vidéos classiques, ou encore la création d’optiques : le lens flare est parfois désiré sur certains objectifs à effets, et avoir de nouveaux outils pour prévoir le rendu d’une optique avant de la produire est toujours un avantage.
Idéalement, on pourrait également imaginer qu’une simulation parfaite du lens flare pourrait servir à le retirer de photos réelles, au même titre que les logiciels comme Lightroom permettent maintenant de retirer aberrations chromatiques ou vignettage. Mais, comme l’indiquent les auteurs, cela nécesiterait une connaissance physique parfaite de l’objectif à traiter, avec une précision encore hors de portée.

L’approche employée ici est par ailleurs limitée sur plusieurs points. En particulier, elle est optimisée pour une seule source lumineuse ponctuelle, et ne permet pas une simulation optimale et rapide d’area lights ; il faudra soit approximer une source étendue par une source ponctuelle, soit échantillonner la source, mais au prix d’un coût supérieur en temps de calcul.

Pour plus de détails, nous vous invitons à consulter la page du projet de recherche, qui contient la publication. Quelques codes samples sont fournis.

Référence de la publication :
Matthias B. Hullin, Elmar Eisemann, Hans-Peter Seidel, Sungkil Lee: Physically-Based Real-Time Lens Flare Rendering. In: ACM Transactions on Graphics, Vol. 30 (4), 2011 (Proc. SIGGRAPH).

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