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\section{qPCV - ShadeVis Ambient Occlusion}
\index{qPCV, ambient occlusion}
\index{Portion de Ciel Visible}
\index{eclairage@éclairage!simuler}
\label{subsection:qPCV}

\par
Cet outil permet de calculer rapidement l'illumination des points d'un nuage ou des
sommets d'un maillage par détermination de la "\textbf{P}ortion de \textbf{C}iel \textbf{V}isible"
(P.C.V. - voir figure~\ref{fig:PCVExample}).

\begin{figure}[!htb]
\begin{center}
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{Partie3_Fonctions/PCVExample.jpg}
\caption{\label{fig:PCVExample}Rendu classique avec normales (gauche) et rendu "PCV" (droite)}
\end{center}
\end{figure}

Cet éclairage consiste à calculer pour chaque point la quantité de ciel qu'il voit, ou
autrement dit la quantité d'énergie lumineuse qu'il recevrait si le nuage était éclairé
uniformément. Ceci permet de colorier les points en fonction de leur profondeur
relative et fait très bien ressortir le relief et la micro-géométrie. En pratique le calcul
est effectué avec un algorithme équivalent à \emph{ShadeVis} (proposé initialement par
Cignoni et al. du VCG).
\\
\par
Les deux principaux paramètres de l'algorithme, modifiables via la boîte de dialogue associée
à la fonction (figure \ref{fig:PCVParamWindow}), sont :
\begin{itemize}
\item le nombre de « rayons » lumineux. Pour chaque direction d'éclairement (rayon), l'algorithme
projette, via la carte graphique, les entités selon cette direction et calcule la visibilité des
points (ou des sommets d'un maillage). Cette information est accumulée pour chaque direction et
permet de calculer l'éclairement global. Plus le nombre de rayons est grand, et plus la dynamique
est importante et les différences d'éclairement entre deux points fines. Par contre, le temps de
calcul est proportionnel au nombre de rayon.
\item la résolution du buffer de rendu. La projection des entités selon une direction se fait dans
un buffer vidéo dont la résolution va jouer sur le pouvoir de séparation entre points. Plus la
résolution est forte, et mieux les points seront dissociés (d'où un meilleur calcul de leur
éclairement propre et une meilleure finesse du résultat). Par contre, si la résolution est trop
grande, outre un temps de calcul et une consommation mémoire plus importants (cela dépend des
performances de la carte graphique), il faut aussi se méfier du fait que le nuage peut devenir
"poreu" et laisser passer la lumière (voir remarque ci-dessous). Dans le cas d'un maillage ceci
ne pose pas problème. Les cartes graphiques actuelles assurent des performances très intéressantes
dans l'absolu, il ne faut donc pas hésiter à utiliser des valeurs importantes pour ces paramètres
(telles que les valeurs par défaut).\\
\end{itemize}

\begin{figure}[!htb]
\begin{center}
\includegraphics[width=0.3\textwidth]{Partie3_Fonctions/PCVParamWindow}
\caption{\label{fig:PCVParamWindow}Interface de paramétrage de PCV}
\end{center}
\end{figure}

\par
Remarques :
\begin{itemize}
\item L'algorithme crée un nouveau type de champ scalaire (« PCV ») et la rampe de
couleur « Gray » (niveaux de gris) est automatiquement activée.
\item \textcolor[rgb]{1.0,0.0,0.0}{La lumière simulée par l'algorithme PCV est considérée
comme provenant de l'hémisphère des Z positifs. Z correspondant à la direction verticale,
le nuage de points doit donc être orienté en conséquence avant tout calcul.}. Si la
checkbox "360° mode" est cochée, la lumière vient du globe complet et la direction ne joue plus.
\item Puisque l'illumination calculée par cet algorithme est un champ scalaire, il est
possible de jouer avec les potentiomètres de saturation pour régler le contraste. Dans
le cas d'un maillage, on peut aussi utiliser les fonctions de moyenne et de
rehaussement du contraste (voir sections~\ref{subsection:smoothMeshSF} et
\ref{subsection:enhanceMeshSF}). Une fois les paramètres correctement réglés, on peut transformer
le champ scalaire en \emph{couleurs} avec la fonction « Scalar Fields > Convert to RGB »
(section~\ref{subsection:scalarFieldConvertToRGB}).
\item L'éclairage provenant du ciel est représenté de manière discrète par un nombre limité de « rayons » lumineux,
qui sont échantillonnés de manière uniforme sur l'hémisphère (ou la sphère complète
si le mode 360° est activé). Il n'y a pas pour autant de lancer de rayons dans \emph{ShadeVis}
(on devrait plutôt parler de direction d'observation - Cf. l'article de Cignoni et al. pour
plus d'informations).
\item Dans le cas des maillages, il est possible d'accélérer l'algorithme si le maillage est
fermé (option «~closed mesh~», activée par défaut).
\item Dans le cas des nuages de points, il faut faire attention à ce que la résolution ne
soit pas trop grande, sinon des «~trous~» peuvent apparaître entre les points lors du
rendu interne : cceci est simplement dû au fait que la densité d'un nuage est limitée, et
que pour un niveau de zoom suffisant, on observera toujours des zones sans
information entre les points.
\end{itemize}