L’animation basée sur la physique peut générer des systèmes aux comportements complexes
et réalistes. Malheureusement, contrôler de tels systèmes est une tâche ardue. Dans le cas
de la simulation de fluide, le processus de contrôle est particulièrement complexe. Bien
que de nombreuses méthodes et outils ont été mis au point pour simuler et faire le rendu
de fluides, trop peu de méthodes offrent un contrôle efficace et intuitif sur une simulation
de fluide. Étant donné que le coût associé au contrôle vient souvent s’additionner au coût
de la simulation, appliquer un contrôle sur une simulation à plus haute résolution rallonge
chaque itération du processus de création. Afin d’accélérer ce processus, l’édition peut se
faire sur une simulation basse résolution moins coûteuse. Nous pouvons donc considérer que
la création d’un fluide contrôlé peut se diviser en deux phases: une phase de contrôle durant
laquelle un artiste modifie le comportement d’une simulation basse résolution, et une phase
d’augmentation de détail durant laquelle une version haute résolution de cette simulation
est générée. Cette thèse présente deux projets, chacun contribuant à l’état de l’art relié à
chacune de ces deux phases.
Dans un premier temps, on introduit un nouveau système de contrôle de liquide représenté
par un modèle particulaire. À l’aide de ce système, un artiste peut sélectionner dans une base
de données une parcelle de liquide animé précalculée. Cette parcelle peut ensuite être placée
dans une simulation afin d’en modifier son comportement. À chaque pas de simulation, notre
système utilise la liste de parcelles actives afin de reproduire localement la vision de l’artiste.
Une interface graphique intuitive a été développée, inspirée par les logiciels de montage vidéo,
et permettant à un utilisateur non expert de simplement éditer une simulation de liquide.
Dans un second temps, une méthode d’augmentation de détail est décrite. Nous proposons
d’ajouter une étape supplémentaire de suivi après l’étape de projection du champ de
vitesse d’une simulation de fumée eulérienne classique. Durant cette étape, un champ de
perturbations de vitesse non-divergent est calculé, résultant en une meilleure correspondance
des densités à haute et à basse résolution. L’animation de fumée résultante reproduit fidèlement
l’aspect grossier de la simulation d’entrée, tout en étant augmentée à l’aide de détails
simulés. / Physics-based animation can generate dynamic systems of very complex and realistic behaviors.
Unfortunately, controlling them is a daunting task. In particular, fluid simulation
brings up particularly difficult problems to the control process. Although many methods
and tools have been developed to convincingly simulate and render fluids, too few methods
provide efficient and intuitive control over a simulation. Since control often comes with extra
computations on top of the simulation cost, art-directing a high-resolution simulation leads
to long iterations of the creative process. In order to shorten this process, editing could be
performed on a faster, low-resolution model. Therefore, we can consider that the process of
generating an art-directed fluid could be split into two stages: a control stage during which
an artist modifies the behavior of a low-resolution simulation, and an upresolution stage
during which a final high-resolution version of this simulation is driven. This thesis presents
two projects, each one improving on the state of the art related to each of these two stages.
First, we introduce a new particle-based liquid control system. Using this system, an
artist selects patches of precomputed liquid animations from a database, and places them in
a simulation to modify its behavior. At each simulation time step, our system uses these entities
to control the simulation in order to reproduce the artist’s vision. An intuitive graphical
user interface inspired by video editing tools has been developed, allowing a nontechnical
user to simply edit a liquid animation.
Second, a tracking solution for smoke upresolution is described. We propose to add an
extra tracking step after the projection of a classical Eulerian smoke simulation. During
this step, we solve for a divergence-free velocity perturbation field resulting in a better
matching of the low-frequency density distribution between the low-resolution guide and the
high-resolution simulation. The resulting smoke animation faithfully reproduces the coarse
aspect of the low-resolution input, while being enhanced with simulated small-scale details.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/26754 |
| Date | 09 1900 |
| Creators | Schoentgen, Arnaud |
| Contributors | Poulin, Pierre, Meseure, Philippe |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
Page generated in 0.0189 seconds