Interactive deformation of virtual paper

Camille Schreck 1, 2
2 IMAGINE - Intuitive Modeling and Animation for Interactive Graphics & Narrative Environments
Inria Grenoble - Rhône-Alpes, LJK - Laboratoire Jean Kuntzmann, INPG - Institut National Polytechnique de Grenoble
Résumé : Le papier est un matériau très commun que l'on manipule quotidiennement. Pourtant on ne le trouve que rarement dans les environnements 3d. En effet, à cause de sa structure fibreuse, le papier, de même que le son qu'il produit, présente un comportement complexe qui se révèle difficile à reproduire avec les méthodes habituelles. En particulier, la surface du papier reste constamment isométrique à son patron 2D et peut se froisser ou se déchirer, créant ainsi de fins détails géométriques. Lorsqu’il se déforme, le papier produit également un son très caractéristique qui dépend fortement de la géométrie adoptée par la surface.Dans cette thèse, nous proposons de combiner une simulation physique usuelle avec de nouvelles méthodes, procédurales ou géométriques, de façon à tirer parti de connaissances préalables afin de modéliser la surface et le son d'une feuille de papier manipulée virtuellement. Plutôt que d'obtenir des résultats précis au sens physique, nous cherchons à reproduire un comportement plausible du papier, permettant ainsi à un utilisateur de créer interactivement des animations de papier virtuel.Nous nous concentrons dans un premier temps sur le cas du papier froissé. Pour cela, nous entrelaçons une étape de simulation physique avec une étape de remaillage géométrique qui adapte le maillage aux plis du papier froissé, exploitant pour cela la dévelopabilité du papier.Nous tirons ensuite profit de ce modèle pour développer une méthode permettant de déchirer du papier virtuelle en temps réel. Nous utilisons les informations sur la géométrie fournie par l'étape de remaillage pour trouver les points pouvant potentiellement être les points de départ d'une déchirure. Nous proposons aussi une nouvelle approche hybride, à la fois physique et géométrique, pour déterminer la direction général de propagation tout en créant de façon procédurale les détails du tracé d'une déchirure en utilisant une texture représentant la répartition des fibres.Enfin, nous proposons une génération de sons de papier, à la fois plausible, dépendant de la forme de la surface et qui s'opère en temps réel. Nous analysons les informations, géométriques et dynamiques, données par le modèle d'animation pour détecter les événements produisant du son et calculer les régions dans lesquelles le son résonne. Le son résultant est synthétisé à l'aide de sons pré-enregistrés et d'une génération procédurale, de façon à tenir compte de géométrie de la surface et sa dynamique.
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Thèse
Modeling and Simulation. Université Grenoble Alpes, 2016. English. 〈NNT : 2016GREAM048〉
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Soumis le : mercredi 10 janvier 2018 - 15:18:33
Dernière modification le : samedi 6 octobre 2018 - 01:17:19

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Camille Schreck. Interactive deformation of virtual paper. Modeling and Simulation. Université Grenoble Alpes, 2016. English. 〈NNT : 2016GREAM048〉. 〈tel-01427555v3〉

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