Sculpture virtuelle par système de particules
Auteur / Autrice : | Marc Helbling |
Direction : | Christian Gout |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mathématiques appliquées |
Date : | Soutenance le 25/11/2010 |
Etablissement(s) : | Rouen, INSA |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale sciences physiques mathématiques et de l'information pour l'ingénieur (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; ....-2016) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de mathématiques de l'INSA Rouen Normandie (Saint Etienne du Rouvray, Seine-Maritime ; 1987-....) - Laboratoire Mathématique de l'INSA / LMI |
Jury : | Président / Présidente : Jean-Pierre Pecuchet |
Examinateurs / Examinatrices : David Bonner, Carole Le Guyader | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Gibaru, Bruno Lévy |
Résumé
La 3D s'impose comme un nouveau média dont l'adoption généralisée passe par la conception d'outils, accessibles au grand public, de création et de manipulation de formes tridimensionnelles quelconques. Les outils actuels reposent fortement sur la modélisation sous-jacente des formes, généralement surfacique, et sont alors peu intuitifs ou limitatifs dans l'expressivité offerte à l'utilisateur.Nous souhaitons, dans ces travaux, définir une approche ne présentant pas ces défauts et permettant à l'utilisateur de se concentrer sur le processus créatif. En nous inspirant de l'utilisation séculaire de l'argile, nous proposons une approche modélisant la matière sous forme lagrangienne.Une forme est ainsi décrite par un système de particules, où chaque particule représente un petit volume du volume global.Dans ce cadre lagrangien, la méthode Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) permet l'approximation de grandeurs physiques en tout point de l'espace. Nous proposons alors une modélisation de matériaux à deux couches, l'une décrivant la topologie et l'autre décrivant la géométrie du système global.La méthode SPH permet, entre autres, d'évaluer la densité de matière. Ceci nous permet de définir une surface implicite basée sur les propriétés physiques du système de particules pour redonner un aspect continu à la matière.Ces matériaux peuvent alors être manipulés au moyen d'interactions locales reproduisant le maniement de la pâte à modeler, et de déformations globales. L'intérêt de notre approche est démontrée par plusieurs prototypes fonctionnant sur des stations de travail standard ou dans des environnements immersifs.