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Simulation d'un ruisseau par approches phénoménologiques pour la synthèse dimages.

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1 Simulation d'un ruisseau par approches phénoménologiques pour la synthèse dimages

2 Plan de lexposé Présentation de léquipe Présentation du stage Le contexte Le contexte Le sujet Le sujet Les objectifs Les objectifs La démarche La démarche Le Calcul LAnimation Les résultats : démo Conclusions

3 Plan de lexposé Présentation de léquipe Présentation du stage Le contexte Le contexte Le sujet Le sujet Les objectifs Les objectifs La démarche La démarche Le Calcul LAnimation Les résultats : démo Conclusions

4 Présentation de léquipe iMAGIS est une équipe du laboratoire GRAVIR-IMAG et un projet de lINRIA Informatique graphique et synthèse dimages. Maquettes numériques aux propriétés géométriques et physiques. Quelques exemples de réalisations : Animation de prairies en temps-réel Modélisation et animation de la mer en temps-réel Rendu temps-réel dombres dans un studio virtuel

5 Plan de lexposé Présentation de léquipe Présentation du stage Le contexte Le contexte Le sujet Le sujet Les objectifs Les objectifs La démarche La démarche Le Calcul Lanimation Les résultats : démo Conclusions

6 Présentation du stage Le Contexte Ce stage sinscrit dans un projet visant à simuler complètement les aspects visuels et temporels dun ruisseau. fait suite à une étude concernant les aspects instationnaires affectant la surface dun ruisseau : la simulation des ondes de surfaces. répond au besoin de simuler la forme de la surface libre dun ruisseau en fonction des obstacles rencontrés.

7 Présentation du stage Le Sujet Simulation dun ruisseau par approches phénoménologiques pour la synthèse dimages. Modélisation du comportement de la surface de leau dans le cas dun objet immergé : le seuil. Problème 2D, extrudé sur la largeur du ruisseau pour une représentation en 3D.

8 Rivière après passage sur un seuil

9 Présentation du stage Les Objectifs Obtention dun rendu temps réel de la surface libre du ruisseau. pas de CFD. Définition des paramètres physiques caractéristiques. comportement du ruisseau définissable. Contrôlabilité des phénomènes visuels mis en jeu. Interface intuitive. Outil utilisable dans loptique « synthèse dimages »

10 Présentation du stage La Démarche Étude physique du problème : intervention des équations de lhydraulique. modélisation 2D du problème. Création d une application générant un rendu 3D temps réel animé. Rédaction dun rapport - notice permettant le prolongement du projet au niveau diMAGIS.

11 Plan de lexposé Présentation de léquipe Présentation du stage Le contexte Le contexte Le sujet Le sujet Les objectifs Les objectifs La démarche La démarche Le Calcul Lanimation Les résultats : démo Conclusions

12 Le Calcul Phase de calcul indépendante de laffichage. Bases du calcul : Calculs menés en stationnaire. Canal rectangulaire. Équations de lhydraulique concernant les surfaces libres.

13 Le Calcul La forme de la surface libre est : indépendante du temps. fixée par les différents paramètres physiques. Animation est donc un « habillage » confié à laffichage. Le Calcul

14 Stratégie de calcul : Problème 2D. Surface du ruisseau calculée dans une coupe longitudinale. Stockage des points dans une liste chaînée.

15 Le Calcul Schéma de la coupe utilisée pour les calculs

16 Le Calcul Calcul de la surface libre 4 régimes d écoulement 4 cas traités - fluvial / torrentiel avec ou sans ressaut. Traitement par tronçons, 2 cas : surface donnée par les équations de l hydraulique. splines, droites.

17 Le Calcul Extrusion de la ligne deau calculée : représentation 3D

18 Plan de lexposé Présentation de léquipe Présentation du stage Le contexte Le contexte Le sujet Le sujet Les objectifs Les objectifs La démarche La démarche Le Calcul LAnimation Les résultats : démo Conclusions

19 LAnimation LAnimation à l affichage Mouvement macroscopique de leau du ruisseau. matérialisation du débit. Nécessité de matérialiser la vitesse de l eau selon le débit et les profondeurs : accélérations / décélérations. plaquage la texture différent selon les zones. impression daccélération ou de décélération.

20 LAnimation Mouvement de leau : « texture mobile » Déplacement visible de la texture à la vitesse V Translation du polygone dans lespace de la texture :

21 LAnimation Plaquage de texture : modélisation des zones daccélération / décélérations Abscisse des points de la surface libre dans lespace de la texture :

22 LAnimation Plaquage de texture : rendu du mouvement : « leau coule » Les zones d accélération ou de décélération sont donc rendues par labscisse des points de la surface libre dans lespace de la texture : Le mouvement global va être rendu grâce au déplacement sur la texture : Soit, pour simuler parfaitement le débit du ruisseau : abscisse des différents points de la surface libre sur la texture

23 Plan de lexposé Présentation de léquipe Présentation du stage Le contexte Le contexte Le sujet Le sujet Les objectifs Les objectifs La démarche La démarche Le Calcul LAnimation Les résultats : démo Conclusions

24 Plan de lexposé Présentation de léquipe Présentation du stage Le contexte Le contexte Le sujet Le sujet Les objectifs Les objectifs La démarche La démarche Le Calcul LAnimation Les résultats : démo Conclusions

25 Conclusions Conclusion Les Objectifs Obtention d un rendu temps réel de la surface libre du ruisseau. Modèle temps réel. Interaction aisée pour obtenir le rendu souhaité. Définition des paramètres physiques caractéristiques. Accès aux différents paramètres clés via linterface graphique. Contrôle de lécoulement.

26 Conclusion Les Objectifs (suite) Contrôlabilité des phénomènes visuels mis en jeu. Facilité de contrôle des paramètres physiques. Reste à définir : des critères permettant dadoucir les courbes de remous obtenues. des paramètres permettant de « court-circuiter » la physique à laffichage : amplitude, déplacement des phénomènes. Interface intuitive Interface graphique via GLUI. Contrôle de la vue avec la souris. Menus. Conclusions

27 Conclusions Conclusion Conclusion & Perspectives Modélisation en 2D extrudée dun obstacle obstruant tout le ruisseau : le seuil. Reste à : adapter ce cas en 3D à des pierres localement immergées dans le ruisseau. traiter les pierres émergeantes - théorie existant sur les piles de pont. regrouper ces deux cas - traitement stationnaire 3D complet d un ruisseau perturbé par des pierres.

28 Conclusions Conclusion Conclusion & Perspectives Rendu graphique intéressant au niveau de la texture : - mouvement macroscopique - accélérations ou décélérations locales de la veine fluide. Reste à : faire le parallèle avec les travaux déjà réalisés au niveau des ondes et perturbations de la surface de leau : - évolution instationnaire de la surface. - animation « naturelle » : vortex, ondes...

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