Modélisation et animation de matériaux hautement déformables en synthèse d'images

par Mathieu Desbrun

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Marie-Paule Cani-Gascuel.

Soutenue en 1997

à l'INP Grenoble .

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  • Résumé

    Cette thèse porte sur la modélisation et l'animation de matériaux hautement déformables en Synthèse d'Images. Le but est de créer des modèles virtuels de matière, à base de physique, capables de se déformer et d'interagir avec leur environnement de façon automatique. La difficulté principale est d'assurer l'efficacité des calculs et la qualité visuelle résultante même dans les cas de déformations extrêmes : cela permettrait alors d'utiliser ces modèles dans le cadre de simulateurs, et plus généralement, pour la réalité virtuelle. Après avoir passé en revue les modèles existants, nous proposons un premier modèle hybride de matériaux hautement déformables combinant système de particules et surfaces implicites. Les avantages de ces deux techniques sont cumulés pour aboutir à un modèle global capable aussi bien de séparations que de fusions, en assurant aussi d'autres propriétés comme la conservation de volume. Nous discutons dans un second temps de l'inadéquation des systèmes de particules classiques. Une alternative est alors presentée, sous forme d'un nouveau modèle permettant une simulation adaptative en temps et en espace, où les particules peuvent se subdiviser dans les régions subissant de fortes deformations, et au contraire se regrouper dans les régions stables. L'adaptation de la discrétisation de la matière permet ainsi de répartir les calculs de façon efficace, tout en assurant la stabilité de la simulation. Enfin, un modèle de peau implicite active est exposé. Ce modèle permet d'animer une surface déformable chargée d'enrober un modèle physique quelconque pour à la fois lui fournir une visualisation et des propriétés physiques comme une tension de surface : on obtient ainsi une solution efficace et peu onéreuse à la visualisation du modèle particulaire adaptatif précédent, en filtrant les changements internes de discrétisation. Ainsi, ces nouveaux modèles ouvrent la voie à la simulation adaptative d'objets déformables, qui permet de minimiser les calculs pour une précision donnée


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Informations

  • Détails : 1 vol. (186 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 177-186

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  • Cote : IMAG-1997-DES
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