Descriptif
Ce cours, original dans la formation d'ingénieurs en France et en Europe, vise à donner tous les outils nécessaires pour comprendre et modéliser le rôle de la lumière dans l'apparence des surfaces et des matériaux, et pour entreprendre leur caractérisation par une mesure optique appropriée.
Objectifs pédagogiques
A l'issue de cet enseignement, les élèves seront capables de:
- Maitriser le domaine de l'optique et de la photonique
- Mettre en oeuvre la démarche scientifique (comprendre les théories, les phénomènes physiques, maitriser les ordres de grandeurs, savoir faire des approximations)
- Modéliser des phénomènes physiques et des systèmes réels
- Connaître les concepts radiométriques relatifs aux surfaces (réflectance, BRDF, BSSRDF…) et les outils de mesure permettant de les évaluer.
- Savoir décrire les propriétés optiques et structurelles influant sur l'apparence d'un matériau ou d'une surface (indice de réfraction, coefficients d'absorption et de diffusion, état de surface…)
- Connaître les principaux phénomènes d'interaction lumière-matière pour les couches de matériaux ou les empilements de couches,
- Savoir choisir le modèle approprié pour décrire et/ou prédire la réflexion et la transmission lumineuse par ces couches/multi-couches en fonction de leurs propriétés optiques.
Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée
Radiométrie, Colorimétrie
Format des notes
Numérique sur 20Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée
Vos modalités d'acquisition :
Nombre d'évaluation: 2 évaluations: - Contrôle continu 25% - Examen écrit 75%
Nature de l'évaluation: examen écrit - contrôle continu
Modalités: aucun document -calculatrice non autorisée
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée écrêtée à une note seuil de 12)
- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 6
Le coefficient de l'UE est : 25
Programme détaillé
Chapter 1. Radiometric definitions and measurements (M. Hébert)
Cours: Reflectance, Reflectance factor, BRDF, BSSRDF, géométries de mesures et instruments
TD: exercices sur Reflectance / BRDF et les géométries de mesures
TD: Mesure et analyse de réflectance de surfaces
Chapter 2. Surface reflection (M. Hébert)
Cours: Indice de réfraction, Formules de Fresnel,
TD: Formules de Fresnel
Chapter 3. Surface scattering (M. Hébert)
Cours: Cook-Torrance model
TD: Images simulées de boules métalliques rugueuses
Chapter 4. Transparent materials (M. Hébert)
Cours: Absorption, lames à faces parallèles, matrices de transfert
TD: Manip de cours sur les piles d'acétate
Chapter 5. Volume scattering (R. Clerc)
Cours: Radiative transfer equation, PSF,
Kubelka-Munk model : théorie et formulaire, Saunderson correction, Kubelka's layering model (+matrices de transfert)
Chapter 6. Coated Lambertian materials (M. Hébert)
Cours: Modèle Williams-Clapper
Chapter 7. Interreflections (M. Hébert)
Cours: Equation de la diffusion pour les surfaces lambertiennes, effet des interréflexions pour différents éclairages.