Simulation réaliste de pluie en temps-réel

Discipline

Informatique

Classification

Informatique

Mots-clés libres

simulation numérique, infographie, temps réel (informatique), imagerie 3D, rendu (infographie), phénomènes naturels

Mots-clés

Infographie - Thèses et écrits académiques,

Temps réel (informatique) - Thèses et écrits académiques,

Cartes graphiques (informatique) - Thèses et écrits académiques,

Imagerie tridimensionnelle - Thèses et écrits académiques,

Granulométrie - Thèses et écrits académiques,

Pluie - Thèses et écrits académiques

La simulation de phénomènes naturels occupe une place importante en synthèse d'images. Elle permet d'améliorer le réalisme des scènes représentées, en rappelant à l'observateur des éléments de son environnement quotidien. Parmi ces phénomènes, la pluie est l'un des plus courant dans la nature ; peu d'études y avaient pourtant été consacrées avant une époque récente. Dans cette thèse, nous étudions à la fois le rendu des gouttes d'eau, et leur animation. Nous proposons des modèles adaptés aux problématiques des jeux vidéos et des simulateurs de conduite, permettant une simulation visuellement réaliste de la pluie en temps-réel. Nous présentons dans un premier temps les travaux existants en synthèse d'images, portant sur le rendu des gouttes d'eau et sur l'animation de particules sur carte graphique. Dans le second chapitre, nous présentons les propriétés physiques des gouttes d'eau, sur lesquelles nous avons basé nos travaux. Le troisième chapitre introduit le modèle de rendu des gouttes que nous avons proposé, permettant une simulation réaliste du phénomène de réfraction observable au travers des gouttes d'eau. Des extensions à ce modèle, permettant de simuler l'impression visuelle liée au phénomène de persistance rétinienne, et le changement d'apparence des gouttes de pluie en présence de sources de lumière, sont également présentées. Le quatrième chapitre introduit le modèle de simulation de la dynamique des gouttes que nous avons développé. Les particules, animées par une approche GPGPU, rebondissent en cas de collision avec un objet présent dans la scène observée. Grâce à une interface spécifique, l'utilisateur a la possibilité de modéliser intuitivement un vent pouvant modifier les trajectoires suivies par les particules. Les résultats que nous avons obtenus sont présentés dans le cinquième chapitre.