Objectif et cadre Quelques résultats Animation par "modèles physiques" des coulées Géométrie à grande échelle de la surface Rendu de la croute de lave Publications et travaux connexes |
La réalisation d'effets spéciaux purement numériques pose un nouveau défi
à la synthèse d'images : il s'agit de pouvoir modéliser et animer des
phénomènes naturels complexes, tout en offrant à la fois des temps de calcul
acceptables et un bon réalisme visuel. L'animation de coulées de lave donne un exemple intéressant de cette complexité: la lave est en effet un liquide visqueux dont la viscosité et l'aspect de surface changent en fonction de la température, cette dernière pouvant être calculée en simulant les transferts de chaleur. De plus, le modèle proposé doit être capable de rendre compte de phénomènes d'échelles très différentes, du calcul de la trajectoire de la coulée sur un modèle numérique de terrain à la modélisation de la solidification progressive de la croûte. Notre approche consiste à utiliser deux échelles complètement différentes pour calculer d'une part le mouvement et les déformations de la coulée à grande échelle, dus aux interactions au sein de la coulée et aux collisions avec le modèle numérique de terrain (voir animation de la coulée), et pour représenter les détails de surface de la croute de lave d'autre part (voir rendu de la croute de lave). |
Nous utilisons des 'particules lissées' (SPH) pour calculer
l'animation par modèle physique du fluide.
Ce modèle, où les particules sont régies par une
équation d'état, a été développé par
Mathieu Desbrun au cours de sa thèse.
Nous avons étendu ce modèle afin d'introduire un paramètre de température et de modéliser les transferts thermiques dans le matériau et vers l'extérieur (air, sol). La densité de masse est constante, tandis que la viscosité s'accroit exponentiellement lorsque la température décroit. Une structure de données spécifique est utilisée pour calculer les forces d'interaction entre particules en temps quasi-linéaire. |
Une surface implicite générée par les particules est
utilisée pour associer une surface à la coulée.
La surface implicite est découpée en régions de Voronoï associées à la projection sur la surface des particules de la coulées qui sont proches de l'interface avec l'air ou le sol. |