Simulation en temps réel d'objets déformables et découpables

Real-time simulation of deformable objects that can be cut

• Auteur / Autrice : Damien Marchal
• Direction : Christophe Chaillou, Laurent Grisoni
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement d'images -- Techniques numériques

Modèles mathématiques

Systèmes mécaniques articulés

Temps réel (informatique)

Déformations (mécanique)

Simulation par ordinateur

Réalité virtuelle

Mots clés libres

Découpe (infographie)

Détection de collision (infographie)

Simulation physique

Résumé

L'animation de scènes virtuelles en synthèse d'images est une technique maîtrisée, largement utilisée pour les effets spéciaux cinématographiques et les jeux vidéos. Récemment, la simulation physique a été introduite pour produire ces animations; utiliser la simulation permet de produire automatiquement des animations réalistes dans les environnements virtuels interactifs. Dans ce contexte, cette thèse présente de nouvelles techniques de simulation, en temps-réel, d'objets déformables qui peuvent être découpés. On s'intéresse aussi à la détection des collisions, aux méthodes d'interpolation de champs du type Moindres Carrées Mobiles et aux méthodes sans maillage. Les trois contributions principales de la thèse sont : ·un modèle d'objet déformable temps-réel basé sur la théorie de l'élasticité et la méthode des éléments finis; la particularité de ce modèle est qu'il adapte la complexité des calculs en fonction de la puissance disponible ; s'appuyant sur plusieurs représentations géométriques découplées, il permet aussi la simulation d'objets dont la géométrie n'est pas manifold. ·un algorithme rapide de calcul de carte de distance. Cet algorithme est utilisé pour traiter les collisions entre des objets déformables et découpables; il est aussi à la base d'une méthode de segmentation d'objets volumiques. ·un modèle d'objet déformable basé sur la méthode du Shape-Matching qui supporte les opérations de découpe. L'efficacité du modèle repose sur la combinaison d'une méthode sans maillage efficace et de l'algorithme de calcul de carte de distance précédemment présenté. Ce modèle semble bien adaptée pour l'animation interactive.