Principe de fonctionnement

RADIANCE est un ensemble logiciel (plusieurs dizaines de programmes sous Unix) destiné aux architectes et à tous ceux qui veulent prévoir ou étudier les effets de lumière dans un environnement construit. Il inclut des programmes pour modéliser des scènes, paramétrer des sources de lumière, calculer des images réalistes et les traiter en vue d'utilisation de démonstration ou en entrée d'autres programmes.

La méthode de calcul est celle du lancer de rayon en tenant compte des différents rayons diffusés, réfléchis ou transmis.

La partie principale de RADIANCE est le calcul d'éclairement qui, à partir du point de vue de l'observateur, calcule les niveaux de lumière et fournit les images. Le calcul d'éclairement de RADIANCE emploie une approche hybride à la fois déterministe et aléatoire (méthode de Monte Carlo) qui permet d'obtenir un résultat assez exact dans un temps raisonnable.

Le calcul peut être partagé en trois parties principales : composante directe, composante indirecte spéculaire et composante indirecte diffuse.

• la composante directe est la lumière arrivant directement sur une surface depuis une source de lumière ou via des transferts spéculaires d'autres surfaces. Un échantillonnage aléatoire est couplé avec une subdivision adaptative des grandes sources pour le calcul des pénombres. Les transferts spéculaires des surfaces planes sont traités par l'emploi de sources de lumière 'virtuelles' qui renvoient vers les sources originales.
• La composante indirecte spéculaire est la lumière arrivant sur une surface qui est réfléchie ou transmise dans une direction privilégiée. Les transferts spéculaires parfaits font suivre simplement le rayon dans la direction appropriée, réfléchie ou transmise. Les transferts spéculaires approximatifs sont modelisés par échantillonnage aléatoire de la direction réfléchie et/ou transmise.
• La composante indirecte diffuse est la lumière arrivant sur une surface qui est réfléchie ou transmise sans préférence directionnelle. La nature de cette composante exige que beaucoup de directions soient examinées de façon à faire une estimation raisonnable. Mais comme les changements de composante diffuse sont lents, des calculs à intervalles correctement espacés peuvent être interpolés aux points intermédiaires. C'est l'hypothèse fondamentale de la méthode de radiosité, similaire dans son principe au calcul indirect diffus de RADIANCE , mais qui nécessite des restrictions supplémentaires (géométrie simple et surfaces uniquement diffuses) dans ses implémentations classiques.