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Systèmes de particules

Participants : Mathieu Desbrun, Marie-Paule Gascuel, Jean-Christophe Lombardo, Claude Puech

Mots-clés : déformation, multiéchelle, simulation interactive, systèmes de particules

L'animation à l'aide de systèmes de particules est l'une des bases de la simulation de matériaux, ou d'objets, pouvant subir de très grosses déformations, ainsi que des changements de topologie (fractures, fusion) [29]. Voir les exemples de Fig. 3.2.3 (a) et (b).

Nous avons en premier lieu développé un système de particules orientées permettant de reconstruire et simuler des objets revenant à leur forme de départ après de petites déformations, mais pouvant également subir des déformations irréversibles, voire des fractures. La méthode est originale et économique, dans la mesure où elle utilise uniquement un échantillonnage de la surface des objets [4].

Nous utilisons d'autre part des systèmes de particules plus conventionnels pour l'animation de substances hautement déformables. En vue de garantir la convergence et la stabilité de ces simulations, nous avons récemment mis au point un nouveau type de système de particules [10], inspiré du modèle SPH (Smooth Particles Hydrodynamics ) utilisé par exemple en astrophysique. Cette méthode nous permet en particulier de calculer l'intervalle de temps d'intégration optimal pour chacune des particules, en fonction de la vitesse locale de déformation dans la zone où elle se situe.

Nous étudions actuellement l'application de ce modèle à l'animation multi-échelles d'une substance hautement déformable, le système de particules se raffinant automatiquement dans les zones de forte déformation, et se simplifiant automatiquement dans les zones stables (techniques d'éclatement d'une particule, et de fusion d'un groupe de particules dont le mouvement relatif est faible).