La pollution lumineuse, résultat de l'éclairage nocturne anthropique, est un problème répandu dans le monde. Elle affecte une grande variété d'êtres vivants dans les milieux où elle est présente. Les effets exacts qu'elle peut avoir sur les organismes n'ont pas été beaucoup explorés . À ce sujet, rien n'est connu de son influence sur le phytoplancton. En l'occurrence, les cyanobactéries sont des organismes unicellulaires du phytoplancton. Dans cette étude, une cyanobactérie, Microcystis aeruginosa , a été cultivée en turbidostat en absence et en présence d'éclairage nocturne tel qu'observé à la surface d'un lac urbain éclairé. Plusieurs mesures ont été réalisées des intervalles de deux heures sur trois périodes de 48h afin d'observer les changements sur l'écophysiologie des cyanobactéries en présence de pollution lumineuse. Certaines de ces mesures montrent un effet de la pollution lumineuse,. comme le rendement quantique de photosynthèse, la quantité de chlorophylle a et de protéines photosynthétiques par cellule, démontrant ainsi l'effet de la pollution lumineuse sur M. aeruginosa . D'autres mesures n'ont pas été affectées par la pollution lumineuse. Celles-ci comprennent la quantité de certaines protéines photosynthétiques, la mesure d'efficacité photosynthétique par 14 [degrés Celsius] et la microcystine intracellulaire. Une hypothèse permettant d'expliquer les résultats a été émise. En conclusion, l'étude a permis de montrer qu'un éclairage d'une intensité lumineuse semblable à ce qui est retrouvé dans nos villes peut causer des changements dans l'écophysiologie de Microcystis aeruginosa en laboratoire.

L’utilisation de vitrages spécialisés est une stratégie permettant aux constructions résidentielles québécoises d’atteindre un meilleur rendement énergétique. Cependant, ces vitrages modifient la quantité et la qualité de la lumière intérieure, ce qui a un effet important sur la perception visuelle de l’espace et de la vue sur l’extérieur. Cet effet est particulièrement important à considérer dans les espaces de repos ou de loisir, comme dans un salon ou une salle de séjour, puisque l’attention de l’occupant est focalisée sur les ambiances et les qualités de l’espace plutôt que sur une tâche particulière. Toutefois, très peu d’études se sont penchées sur la qualité de la lumière en fonction du type de vitrage en milieu résidentiel. L’objectif principal de cette recherche est d’étudier l’influence de vitrages spécialisés (à revêtements et verres teintés) sur la qualité de la lumière naturelle en milieu résidentiel. Cette étude a été réalisée à l’aide d’une maquette à échelle réduite simulant une salle de séjour et dont le vitrage était interchangeable. Sept échantillons de vitrage étaient à l’étude. Des participants devaient observer l’intérieur de la maquette et évaluer les qualités de l’espace et de la lumière pour chaque type de vitrage. De plus, la couleur de la lumière transmise a été étudiée à l’aide d’une analyse numérique d’images digitales. L’ensemble des résultats obtenus a confirmé la plupart des hypothèses de travail et corroborent les résultats obtenus lors de recherches antérieures. Parmi ces résultats, il apparaît que le type de vitrage a influencé la perception du niveau de lumière, de la naturalité, de la beauté et de la précision. De plus, les vitrages dont la transmittance est plus élevée ont produit des évaluations plus positives concernant la perception de la naturalité, de la beauté et de la précision. Par ailleurs, les résultats suggèrent que pour un facteur de transmission similaire (82 et 83%), les participants ont préféré un vitrage double sans oxyde de fer à un vitrage double standard, ce qui est probablement attribuable à la neutralité spectrale du vitrage sans oxyde de fer. Enfin, la présente étude suggère que les participants ont peu apprécié l’espace et la lumière lorsque le vitrage produisait une lumière verdâtre. / The use of tinted and coated glazing is one of the strategies that can improve energy efficiency of residential buildings. However, these glazing types modify the quantity and quality of daylight in the building and these modifications affect the visual perception of the interior and view out. This effect is probably more important to consider in spaces dedicated to contemplation, such as a residential living room, because more attention is allocated to the room’s ambience. However, most studies in this area have been conducted in a work environment and no studies have been conducted in a residential environment. The main objective of this research was to study the effect of glazing type on daylight quality in residential spaces. The experience was conducted using a scale model of a typical living room where the glazing type was interchangeable. Seven glazing samples provided by local manufacturers were tested. The participants looked inside the model and evaluated daylighting qualities according to each glazing type. Furthermore, the transmitted light colour was studied and analysed by a digital photo analysis. The main results confirmed most of the work hypotheses and corroborated some results of previous research. Among these results, it was found that the glazing type influences the perception of light level, naturalness, beauty and pleasantness and precision. Also, the correlation between visual transmittance and the qualitative factors confirms the hypothesis that glazing types of a higher visual transmittance produce more positive ratings regarding the perception of naturalness, beauty and pleasantness and precision. Furthermore, results suggest that for a similar transmittance (82 and 83%), participants preferred an iron-free double pane glazing to a standard double pane glazing, which is probably due to the spectral neutrality of the iron-free glazing. Finally, this research indicates that glazing types with a strong green shift are generally disliked.

Titre de l'écran-titre (visionné le 12 octobre 2023) / En tant qu'êtres humains, nous percevons naturellement les incohérences d'éclairage. Cette caractéristique rend primordiale la modélisation correcte de la lumière lors de la composition d'objets virtuels et réels. Ces dernières années, les approches d'apprentissage profond ont montré que de nombreuses propriétés de scène peuvent être estimées de manière robuste dans des systèmes de composition automatique à partir d'une seule image. Cela est particulièrement vrai pour les environnements extérieurs, car ils partagent la propriété d'être éclairés par le ciel terrestre, sous le soleil. Cependant, les approches actuelles d'apprentissage en profondeur pour l'estimation de l'éclairage ne produisent pas de textures précises pour les ciels nuageux, et celles qui génèrent des textures de nuages ne garantissent pas la fidélité à l'éclairage estimé. Quant à ce qui est modélisé en l'absence de lumière, les interactions entre les ombres réelles et synthétiques ne sont pas non plus gérées avec élégance par les méthodes existantes, qui supposent généralement un arrière-plan sans ombre. Ainsi, cette thèse a deux objectifs principaux : modéliser et éditer des ciels réalistes peu importe les conditions météorologiques et l'heure du jour, et modéliser des ombres réelles de manière à permettre des interactions avec des ombres synthétiques. Pour atteindre le premier objectif, nous proposons un modèle de ciel photoréaliste contrôlable par des paramètres, à notre connaissance le premier dans la littérature. Ensuite, pour le deuxième objectif, nous présentons la première méthode de composition d'images de la litérature pour l'éclairage extérieur capable de produire des interactions réalistes entre des ombres réelles et virtuelles dans des scènes inconnues. Pour atteindre nos objectifs, de nombreux défis intermédiaires ont également dû être relevés, notamment l'ajustement paramétrique soleil-ciel, la détection de pénombres et la détection d'ombres haute résolution. Nous introduisons également des jeux de donnés pour la détection des pénombres et le masquage d'ombres avec des vérités terrain annotées et fournissons des annotations paramétriques qui surpassent l'état de l'art pour le jeu de données Laval HDR Skies. En utilisant une multitude d'images au contenu varié et complexe provenant de diverses sources, nous effectuons des comparaisons quantitatives et qualitatives démontrant la supériorité de nos approches face aux alternatives existantes. Enfin, nous discutons des limites et proposons des pistes pour les travaux futurs. / As humans, we are naturally capable of perceiving lighting inconsistencies. This trait makes it paramount to model light correctly when compositing virtual and real objects together. In recent years, deep learning approaches have shown many scene properties can be robustly estimated in automatic single-image compositing systems. This is especially true for outdoor environments, as they share the property of being lit by Earth's sky, under the sun. However, current deep learning approaches for lighting estimation do not produce accurate textures for cloudy skies, and the ones that generate cloud textures do not guarantee fidelity to the estimated lighting. As for what is modeled in the absence of light, interactions between real and synthetic shadows are also not handled gracefully by existing methods, which typically assume a shadow-free background. Thus, this thesis has two main goals: to model and edit realistic skies regardless of weather, and to model real shadows in a way that allows for interactions with synthetic ones. To achieve the first goal, we propose a photorealistic, all-weather sky model controllable through parameters, to our knowledge the first in the literature. Then, for the second goal, we present the first compositing pipeline for outdoor lighting that is capable of producing realistic interactions between real and virtual shadows in unknown scenes. To achieve our goals, numerous intermediate challenges also had to be tackled, including parametric sun-sky fitting, soft shadow detection, and high-resolution shadow detection. We also introduce datasets for soft shadow detection and shadow matting with annotated ground truths and provide state-of-the-art parametric annotations for the Laval HDR Skies dataset. By using challenging outdoor images from multiple distributions, we perform quantitative and qualitative comparisons that show our approaches produce more realistic results than existing alternatives. Finally, we discuss limitations and propose pathways for future work.

Ce travail de recherche concerne un modèle de simulation inverse de l'éclairage permettant la prise en compte de la lumière naturelle dans le projet architectural. Notre objectif est de développer une méthode numérique d'aide à la « conception par l'intention d'ambiance » qui s'apparente à la conception paramétrique. Cette recherche est focalisée sur la lumière incidente provenant de la voûte céleste et de l'environnement urbain. <br /><br />Nous proposons une méthode qui concrétise les intentions d'ambiance lumineuse, par la production des propriétés géométriques et photométriques des ouvertures. Cette méthode s'attache tout d'abord à matérialiser les intentions d'ambiance lumineuse dans une scène 3d, par un rendu photométrique et des descripteurs graphiques. L'action sur ces descripteurs permet au concepteur d'exprimer ses intentions d'ambiance lumineuse à travers les paramètres physiques de l'éclairage.<br /><br />Un modèle de simulation inverse de l'éclairage utilise ensuite ces paramètres physiques pour calculer les ouvertures. Le problème de la simulation inverse est posé comme une recherche d'émittance de sources. Une comparaison d'images entre l'apport des sources lumineuses et l'éclairage souhaité, permet d'évaluer les propriétés des éléments d'ouverture, et par conséquent, de définir les ouvertures du bâtiment. Le modèle est validé par des tests de reconstruction d'ouverture. La confrontation à une situation réelle montre les possibilités d'intégration de cette méthode dans la conception architecturale.

La réalité augmentée assistée par ordinateur est un domaine émergeant qui progresse rapidement. Son principe est de mélanger le monde réel et le monde virtuel. Dans cette thèse, nous nous intéressons plus particulièrement au ré-éclairage, c'est-à-dire à la modification virtuelle des propriétés l'éclairage, et à la remodélisation des scènes réelles d'intérieur, de façon interactive et en conservant les effets réalistes de l'éclairage mixte (réel et virtuel). Nous avons développé deux méthodes qui réalisent ces objectifs. Les deux méthodes utilisent des données d'entrée non exhaustives pour retrouver les propriétés radiométriques des scènes réelles. Dans notre première approche, la scène réelle est représentée par un modèle géométrique simple et texturé. En nous basant sur les équations de la radiosité, nous modifions les textures afin d'enlever les effets de l'éclairage réel (ombres, etc.). Lors de manipulations interactives qui atteignent un taux de rafraîchissement de 3 images par secondes, les effets d'éclairage sont simulés par des algorithmes incrémentaux, et affichés en utilisant le matériel graphique. Nous avons ensuite développé une deuxième méthode de ré-éclairage pour laquelle la scène réelle est connue depuis plusieurs photographies prises sous des éclairages différents mais contrôlés. Une réflectance diffuse est estimée pour chaque pixel de l'image d'origine. L'éclairage est ensuite simulé en combinant une méthode de lancer de rayon pour l'éclairage direct, et une méthode de radiosité hiérarchique optimisée pour l'éclairage indirect. Cette méthode permet en plus du ré-éclairage, la remodélisation interactive. Enfin, nous proposons une méthode de calibration photométrique pour du matériel photographique non professionnel, et nous présentons des algorithmes permettant une amélioration de la qualité de l'estimation de la réflectance pour chacune des méthodes.

Cette étude explore le potentiel d’environnements intérieurs en bois éclairés naturellement à créer des ambiances chaleureuses, lumineuses et agréables, favorisant le confort et le bien-être psychologique. Le premier objectif de ce projet est d’étudier la diversité des conditions de ciel en termes de couverture et d’épaisseur nuageuse, ainsi que d’évaluer les impacts de cette diversité lumineuse sur cinq maquettes à échelle réduite composées de différents agencements de bois. Des données météorologiques sont transcrites dans un journal (voir article 1) alors que la comparaison simultanée de photographies des espaces sous les mêmes conditions révèle une remarquable diversité d’ambiances lumineuses pour un espace orienté au Sud-Est en fonction de la position du soleil et de la nébulosité du ciel. Alors qu’un espace composé de bois teint gris crée une atmosphère sombre, terne et froide, ne subissant aucune différence au niveau de ses ambiances visuelles lorsque soumise à des conditions de ciel différentes, l’analyse de photographies révèle qu’un espace composé de bois en chêne jaune crée une atmosphère chaleureuse, claire, et moins contrastée, remarquablement différente selon la nébulosité et la position du soleil. Par la suite, le deuxième objectif consiste en une enquête composée d’un questionnaire exploratoire soumis à 80 participants afin de comparer et classer ces espaces en contexte extérieur (voir article 2). Les résultats révèlent une préférence pour les espaces clairs, les qualifiant de « lumineux », « naturels », « chaleureux » et « agréables », favorisant des tâches cognitives et de concentration. L’espace composé de surfaces foncées est le moins apprécié, particulièrement chez les femmes, le qualifiant de « sombre », « désagréable », « épeurant » et « éblouissant ». Le sexe des participants ainsi que la séquence dans laquelle les maquettes sont observées génèrent un impact sur leur évaluation, tandis que la nébulosité du ciel ne possède pas d’effet sur la façon dont les maquettes sont perçues et classées. / This paper explores the potential for natural light to enhance wooden interior environments. Several studies have proven that the use of wood in furniture, interior surfaces and decoration help creating warm, bright and pleasant ambiences, enhancing psychological well-being and comfort when compared to other materials. This study aims to compare and examine the photometric and psychologic effects of diverse wooden environments. The objectives of this project were twofold: first, to study the diversity of northern sky conditions in terms of cloud cover and thickness as well as to evaluate the impacts of the diversity of natural light on five different wooden scale models. In order to create a cloudiness scale, weather data was collected during spring equinox in Quebec City, as well as photometric measurements. A photographic survey occurred in five scale models made with interior wooden finishes of varying color combinations, which documented the impact of sky diversity on brightness, hue and contrast. Simultaneous scale model studies under a real sky allowed direct comparison under the exact same lighting conditions. The second objective was to explore the effects of different colors, finish and ratio of wooden surfaces combinations on human perception. More specifically, participants compare simultaneously the five different interior wooden scale models under the natural light of the northern hemisphere in terms of their appreciation, visual comfort and well-being. The survey involved 80 participants with an exploratory questionnaire in order to compare and classify the different models. Conclusions showed a remarkable diversity of visual ambiences for a South-East oriented space depending on the position of the sun and sky conditions. Gray-dyed wooden finishes created dull and unchanging atmospheres, while yellow oaked surfaces allowed various dynamic ambiences. Participants demonstrated a preference for clear, bright and warm models, relating them cognitive and small-scale tasks. Darker models in terms of reflectance and lighting ambiences were the least preferred, especially for women.

Dans l'ouvrage [DBB06], Dutré et al. énumèrent dix problèmes d'Illumination Globale non résolus. Parmi ceux-ci, huit sont liés à la mesure et à l'intégration de données réelles dans les simulations. Cette thèse, en quatre parties et trois annexes, s'intéresse à cette problématique. Tout d'abord, les simulations de la propagation de la lumière dans les domaines du rendu physiquement réaliste, de l'éclairage, de la télédétection, de la conception de systèmes optiques... sont envisagées comme résolutions numériques d'un problème d'optique, fédérées par la notion de " photosimulation ". Dans le cadre de l'équation de rendu, les modèles réalistes de sources et le principe de la mesure goniophotométrique en champ lointain sont alors rappelés. La représentation des interactions lumière-matière est ensuite introduite par une exploration de l'apparence macroscopique, qui amène au rappel de la Fonction de Distribution de la Réflectance Bidirectionnelle et Spectrale (SBRDF), de ses principales propriétés et modèles. Le problème de la mesure pratique de la SBRDF d'une surface dans le visible est ensuite exploré. Id est, une taxonomie des méthodes de la littérature est établie ; qui allègue en faveur du développement de nouvelles approches. Un dispositif innovant, multispectral imageant, est alors présenté. Il se fonde sur la capture de la projection de la SBRDF sur un écran lambertien 3/4-sphérique, par une caméra multispectrale grand angle, assemblage d'un objectif fisheye, d'un filtre dynamique LCTF et d'une caméra CCD 12 bits. L'extraction des images capturées de l'information de la SBRDF repose sur un modéle radiométrique, qui explicite la transformation de la lumière en niveaux des pixels, dans le formalisme physique. Ce modèle soulève des problèmes de reconstruction multispectrale et d'interréflexions, pour lesquels de nouveaux algorithmes de résolution sont implantés. Les mesures de SBRDF produites semblent très prometteuses. Dans la troisième partie, le problème de la reconstruction d'une fonction directionnelle, identifié comme fondamental en photosimulation, est traité dans le cadre de la reconstruction de SBRDF discrètes. Pour cela, les propriétés mathématiques souhaitables des fonctions reconstruites sont envisagées. Puis, à l'aune de ce corpus, les approches de la littérature sont discutées ; justifiant la recherche d'algorithmes plus performants. Une nouvelle méthode est alors proposée, fondée sur une double triangulation sphérique des échantillons, et une généralisation à la surface d'un triangle sphérique de l'interpolant spline cubique de Hermite. La fonction reconstruite est interpolante, dérivable, quasi-déterministe, ne présente pas l'artéfact bidirectionnel, intègre la métrique sphérique non euclidienne, et prend en compte le difficile problème du masquage. Qualitativement comme quantitativement, les résultats obtenus semblent plaider en faveur du surcroît de complexité théorique qu'induit cette approche. Dans la dernière partie, cet algorithme de reconstruction est appliqué au problème de la " photométrie en champ proche ", ou, la caractérisation d'une source réelle par un solide photométrique étendu. La supériorité théorique du modèle étendu est d'abord démontrée. Puis, un état de l'art de la photométrie en champ proche est réalisé ; justifiant la mise en œuvre d'une nouvelle approche. Un nouveau dispositif est alors présenté. Il repose sur le déplacement d'un vidéoluminancemètre, couplage original d'une caméra CCD 12 bits avec un luxmètre, le long d'une trajectoire hémisphérique relative à la source. Les procédures de calibrage de l'instrument - géométrique, radiométrique, et photométrique - sont explicitées. Les sources de lumière caractérisées par cette approche ont été jugées suffisamment probantes pour être intégrées aux photosimulations spectrales du CSTB

Cette thèse est consacrée à la conception et au développement d'un système de reconstruction tridimensionnelle d'objets métalliques spéculaires par imagerie polarimétrique. Nous présentons tout d'abord une extension de la technique de “Shape from Polarization” aux surfaces métalliques. Après réflexion sur la surface, la lumière inci- dente non polarisée devient partiellement linéairement polarisée, en fonction de l'angle d'incidence et de l'indice de réfraction du matériau. Ainsi, les normales de la surface sont calculées à partir des paramètres de polarisation de la lumière réfléchie. L'ambiguïté concernant l'orientation des normales est ici levée grâce à un éclairage actif. Nous décrivons et comparons ensuite différentes méthodes de reconstruction tridimensionnelle de surfaces à partir d'un champ de normales. Pour finir, nous détaillons précisément le prototype développé, et nous en présentons une application pour la détection de défauts de forme.

Cette thèse porte sur l’étude des ouvertures architecturées et de leurs fonctions, leurs rapports avec l’éclairage et les types d’édifices étudiés, qu’ils soient publics ou religieux, dans le monde grec égéen. En effet, il n’y a eu que très peu d’études générales sur les fenêtres et autres modes d’éclairage, dont l’importance se voit à travers la multitude de formes employées, et les prouesses architecturales qui ont permis de réaliser certaines d’entre elles. Cette thèse s’attache à démontrer qu’au-delà de l’éclairage, de nombreuses fonctions et dimensions supplémentaires peuvent être accordées aux ouvertures architecturées, et tente de déterminer quelle place a la lumière naturelle – par rapport à l’éclairage artificiel lorsque cela est possible – et surtout si l’éclairage prédomine sur l’architecture, ou inversement. Pour cela, la forme et la fonction des édifices sont mises en corrélation avec cette dualité fenêtre/éclairage. Cette analyse globale s’effectue également au niveau géographique et chronologique, afin de discerner ou non des particularités régionales et des modes ou influences, la période s’étalant de l’époque archaïque à la naissance de l’Empire romain, et le cadre géographique se bornant à la Grèce égéenne. Les disciplines concernées sont variées : l’architecture bien sûr, mais également l’épigraphie, les comptes et inventaires permettant de faire un bon recensement des ouvertures, les fenêtres étant considérées comme du mobilier, au même titre que les portes. Ainsi les montants de ces fenêtres, ainsi que les charpentes dans le cas d’ouvertures zénithales, sont nommés. Les textes relatant une construction ou des réfections sont également très importants. Quant aux auteurs antiques, ils nous donnent parfois quelques indications, notamment lorsqu’ils relatent un culte ou une visite de monuments, en particulier Pausanias, même si les détails manquent souvent. Les représentations artistiques, notamment peintures sur céramique ou peintures murales, ainsi que les monnaies, sont également de bons indicateurs et permettent une vision globale de la notion d’éclairage et de son importance dans des édifices aussi divers que des temples ou des portiques. / This PhD is about the study of the architectural openings and their functions, their relations with the lightening and the types of the studied monuments, publics, half-private or religious, in the Aegean Greek world. Indeed, there are few general studies based on the windows and other lightening way, which the importance is visible with the great quantity of different employed forms, and the architectural feats that allowed realizing some of there. This thesis wants to show that beyond the lightening, a lot of others functions and dimensions can be accorded to the architectural openings, and try to determine what is the place of the natural light - in comparison of the artificial lightening when it is possible - and above all if the lightening predominates on the architecture, or inversely. For that, form and function of the buildings are in correlation with this duality window/lightening. Moreover, this global analysis occurs at a chronological and geographical level, in order to find or not regional particularities and trends or influences. The study period runs until archaic period to the born of the Roman Empire, the geographical setting concerns the Aegean Greece. The concerned disciplines are varied: the architecture of course, but also epigraphy, counts and inventories helping to do a good census report of the openings like doors. Thus, uprights of these windows, as well as frameworks for zenithal openings, are named. Texts relating constructions or repairing are very important too. As for the ancient authors, they sometimes give some indications, notably when they write about a cult or a building visit, in particular Pausanias, even details often lack. Furthermore, the artistic representations, as paint on pottery or on walls, and coins, are good indicators. We can have with them a global vision of the lightening notion and its importance in very different types of buildings like temples or porticoes.

Nous introduisons un algorithme de décomposition intrinsèque multi-vue qui permet de ré-éclairer une scène extérieure en utilisant quelques images en entrée. Plusieurs applications comme l’architecture, jeux et films exigent de manipuler un modèle 3D d’une scène. Cependant, la modification de telles scènes est limitée par les conditions d’éclairage de capture. Notre méthode estime les images intrinsèques prises dans des conditions d’éclairage identiques avec des ombres. Nous utilisons conjointement une reconstruction 3D automatique et la direction du soleil pour obtenir la décomposition de chaque image en calques de réflectance et d’éclairage malgré l’inexactitude des données du modèle 3D. Notre approche est basée sur deux idées principales. Tout d’abord, nous raffinons l’estimation des paramètres de notre modèle de formation d’image en combinant la simulation d’éclairage 3D avec des méthodes d’optimisation basée image. Deuxièmement, nous utilisons ce modèle pour exprimer la réflectance en fonction de valeur de visibilité discrète pour l’ombre et la lumière, ce qui nous permet d’introduire un classificateur d’ombre robuste pour des paires de points dans une scène. Nos calques intrinsèques sont de qualité suffisante pour manipuler les images d’entrée. Nous déplaçons les ombres portées en créant une géométrie qui préserve les silhouettes d’ombre. Notre méthode est compatible avec les approches de rendu basé image et réduit les coûts de création de contenu 3D. Enfin, nous présentons une étude sur les limites du modèle de réflectance diffus et la difficulté d’appliquer les approches existantes dans le cadre de reconstruction 3D multi vue où les données sont imprécises. / We present a multi-view intrinsic decomposition algorithm that allows relighting of an outdoor scene using just a few photographs as input. Several applications such as architecture, games and movies require a 3D model of a scene. However, editing such scenes is limited by the lighting condition at the time of capture. Our method computes intrinsic images photos taken under the same lighting condition with existing cast shadows by the sun. We use an automatic 3D reconstruction from these photos and the sun direction as input and decompose each image into reflectance and shading layers, despite the inaccuracies and missing data of the 3D model. Our approach is based on two key ideas. First, we progressively improve the accuracy of the parameters of our image formation model by performing iterative estimation and combining 3D lighting simulation with 2D image optimization methods. Second we use the image formation model to express reflectance as a function of discrete visibility values for shadow and light, which allows us to introduce a robust shadow classifier for pairs of points in a scene. Our multi-view intrinsic decomposition is of sufficient quality for relighting of the input images. We create shadow-caster geometry which preserves shadow silhouettes and using the intrinsic layers, we can perform multi-view relighting with moving cast shadows. Our method allows image-based rendering with changing illumination conditions and reduces the cost of creating 3D content for applications. Finally, we present an initial study on the limitation of diffuse reflectance models for these computations.