Visualisation et modélisation avancées de maillages tétraédriques

Advanced visualization and modeling of tetrahedral meshes

• Auteur / Autrice : Tobias Frank
• Direction : Jean-Laurent Mallet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation tridimensionnelle

Modèles en géologie

Résumé

L'approche volumique (par maillages tétraédriques) est de plus en plus utilisée en modélisation géologique. La motivation de ce travail est donc de déveloper des algorithmes performants pour la visualisation et la modélisation de maillages tétraédriques. Concernant la visualisation, un ensemble d'outils génériques a été développé, permettant l'extraction d'informations géologiques, telles que les colonnes stratigraphiques ou les frontières de blocs de failles. Le rendu simultané de différents attributs et des opérations booléennes de construction géométrique de solides complexes est également devenu possible. Concernant la modélisation, deux axes de recherche ont été explorés: la modélisation géométrique et la modélisation implicite. La modélisation géométrique a consisté à améliorer la résolution numérique d'un maillage donné par raffinement local, selon différentes stratégies possibles. La modélisation implicite a permis à la fois la construction et la manipulation de modèles définis implicitement. Une nouvelle méthode de reconstruction de surface a été développée à partir des fonctions implicites. Cette méthode a été testée avec succès pour la reconstruction de surfaces complexes telles qu'on les rencontre en géologie: grand nombre de données, données éparses et bruitées, surfaces multivaluées ou pouvant avoir des bords libres. Enfin, un algorithme d'édition rapide d'horizon a été développé. Cet algorithme, qui intègre beaucoup des développements de cette thèse, travaille sur la forme implicite des horizons, basée sur la paramétrisation Geochron. Cette édition est réalisée de façon intéractive sur le modèle 3d, tout en honorant automatiquement les contraintes géologiques

Tetrahedral meshes are becoming more and more important for geo-modeling applications. The presented work introduces new algorithms for efficient visualization and modeling of tetrahedral meshes. Visualization consists of a generic framework that includes the extraction of geological information like stratigraphic columns, fault block boundaries, simultaneous co-rendering of different attributes and boolean operations of Constructive Solid Geometry with constant complexity. Modeling can be classified into geometric and implicit modeling. Geometric modeling addresses local mesh refinement to increase the numerical resolution of a given mesh. Implicit modeling covers the definition and manipulation of implicitly defined models. A new surface reconstruction method was developed to reconstruct complex, multi-valued surfaces from noisy and sparse data sets as they occur in geological applications. The surface can be bounded and may have discontinuities. Further, this work proposes a new and innovative algorithm for rapid editing of implicitly defined shapes like horizons based on the GeoChron parametrization. The editing is performed interactively on the 3d-volumetric model and geological constraints are respected automatically