Simulation de vêtements par approche mixte géométrique / physique

De Ensiwiki
Aller à : navigation, rechercher


Simulation de vêtements par approche mixte géométrique / physique

Labo Inria
Equipe BiPop
Encadrants florence.descoubes@inria.fr

Thème général

La simulation physique de vêtements pour l'informatique graphique a connu un important essor depuis les années 90, et a permis d'obtenir des animations impressionnantes, aussi bien dans les films d'animation que dans les effets spéciaux [Baraff et Witkin 1998, Bridson et al. 2002]. Néanmoins, le coût d'une simulation haute résolution, aujourd'hui de l'ordre de plusieurs minutes par pas de temps pour un vêtement standard (voir illustration ci-après), représente toujours un obstacle au prototypage rapide de vêtements réalistes, ainsi qu'à des simulations temps-réel visuellement détaillées.

Simulation physique (non temps-réel) de vêtements avec contact frottant [Daviet et al. 2015 ]

Tandis que des méthodes récentes se tournent vers l'ajout de détails purement géométriques en post-traitement de simulations physiques basse résolution [Rohmer et al. 2010, Kavan et al. 2011], nous nous proposons de nous intéresser à une méthode temps-réel alternative : construire un nouveau modèle de simulation haute résolution intégrant de manière intrinsèque la génération de plis réalistes, dus à la raideur en flexion du vêtement ainsi qu'au contact frottant entre le vêtement et le corps du personnage.

Contexte du travail

Ce stage d'initiation à la recherche se déroulera à l'Inria Montbonnot, dans l'équipe BiPop, sous l'encadrement de Florence Bertails-Descoubes (chercheur Inria).

Sujet

Le but du projet est d'explorer une nouvelle approche mixte géométrique/physique permettant de reproduire les détails des plis de vêtements à moindre coût. L'approche proposée incorporera notamment un modèle compact de prise en compte du contact frottant entre le vêtement et le corps du personnage. Pour ce travail, on fera notamment appel à des notions de modélisation en mécanique non-régulière.


Résultats attendus

- Petit état de l'art sur les méthodes classiques d'animation de vêtements et de peau d'un personnage

- Construction d'un modèle mathématique de génération de plis en contact avec un objet extérieur, d'abord à 2 dimensions (courbe plane) puis à 3 dimensions (surface gauche)

- Réalisation d'un protoype logiciel et tests sur des animations grande échelle de personnages virtuels.

Compétences attendues

Algorithmique, méthodes numériques et optimisation. Goût pour la modélisation en mécanique. Programmation en C++/OpenGL ou python

Bibliographie

[Baraff et Witkin 1996] D. Baraff and A. Witkin. Large steps in cloth simulation. In ACM SIGGRAPH 1998.

[Bridson et al. 2002] R. Bridson, R. Fedkiw, and R. Anderson. Robust treatment of collisions, contact and friction for cloth animation. In ACM SIGGRAPH 2002.

[Daviet et al. 2015] G. Daviet, F. Bertails-Descoubes, and R. Casati. Fast Cloth Simulation with Implicit Contact and Exact Coulomb Friction. In ACM SIGGRAPH / Eurographics Symposium on Computer Animation Posters, 2015.

[Kavan et al. 2011] L. Kavan, D. Gerszewski, A. Bargteil, P.-P. Sloan. Physics-inspired Upsampling for Cloth Simulation in Games. In ACM SIGGRAPH 2011.

[Rohmer et al. 2010] D. Rohmer, T. Popa, M.-P. Cani, S. Hahmann, A. Sheffer. Animation Wrinkling: Augmenting Coarse Cloth Simulations with Realistic-Looking Wrinkles. In SIGGRAPH Asia 2010.