Outils multirésolutions pour la gestion des interactions en simulation temps réel

A multiresolution framework for real-time simulation interactions

• Auteur / Autrice : Thomas Pitiot
• Direction : David Cazier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 17/12/2015
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Céline Loscos
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Jaillet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Meseure, Julien Pettré

Mots clés

Mots clés contrôlés

Grilles (analyse numérique)

Topologie combinatoire

Simulation par ordinateur

Collisions (physique nucléaire)

Mots clés libres

Simulation temps réel

Détection de collisions

Suivi de particules

Maillages adaptatifs

Real-Time Simulation

Collision Detection

Particle Tracking

Adaptive Meshes

Résumé

La plupart des simulations interactives ont besoin d'un modèle de détection de collisions. Cette détection nécessite d'une part d'effectuer des requêtes de proximité entre les entités concernées et d'autre part de calculer un comportement à appliquer. Afin d'effectuer ces requêtes, les entités présentes dans une scène sont soit hiérarchisées dans un arbre ou dans un graphe de proximité, soit plongées dans une grille d'enregistrement. Nous présentons un nouveau modèle de détection de collisions s'appuyant sur deux piliers : une représentation de l'environnement par des cartes combinatoires multirésolutions et un suivi en temps réel de particules plongées dans ces cartes. Ce modèle nous permet de représenter des environnements complexes tout en suivant en temps réel les entités évoluant dans cet environnement. Nous présentons des outils d'enregistrement et de maintien de l'enregistrement de particules, d'arêtes et de surfaces dans des cartes combinatoires volumiques multirésolutions.

Most interactive simulations need a collision detection system. First, this system requires the querying of the proximity between the objects and then the computing of the behaviour to be applied. In order to perform these queries, the objects present in a scene are either classified in a tree, in a proximity graph, or embedded inside a registration grid.Our work present a new collision detection model based on two main concepts: representing the environment with a combinatorial multiresolution map, and tracking in real-time particles embedded inside this map. This model allows us to simulate complex environments while following in real-time the entities that are evolving within it.We present our framework used to register and update the registration of particles, edges and surfaces in volumetric combinatorial multiresolution maps. Results have been validated first in 2D with a crowd simulation application and then in 3D, in the medical field, with a percutaneous surgery simulation.