Simulation du transport de neige

Abstract

Que ce soit pour des scènes synthétiques de films ou de jeux vidéo, le réalisme des environnements passent par l’ajout d’effets visuels communs à nos expériences. La neige fait partie des phénomènes naturels complexes qui rendent leur simulation physique et visuelle d’autant plus difficile à traiter. En effet, la neige tombe au gré du vent dans les scènes, elle s’entasse et se compacte à des endroits, se brise et retombe, se fait repousser par le vent une fois déposée, se liquéfie ou s’évapore, se glace, accumule des impuretés, etc. Le but de cette maîtrise est de développer un simulateur de transport de neige dans des espaces synthétiques. Ce simulateur se veut à la fois un outil automatique pour enneiger des scènes, mais offrant certains contrôles aux artistes afin de produire des résultats escomptés avec des paramètres simples comme le taux de précipitations de la neige ou la direction du vent. Nous proposons une méthode de simulation du transport de la neige, comportant : 1. Une phase de précalculs afin d’estimer le vent et les précipitations dans la scène. 2. Un modèle physique de transport de la neige permettant même d’observer l’évolution de la neige dans le temps. 3. Une méthode d’implémentation sur processeur graphique. Nos résultats montrent l’intérêt des divers phénomènes sur la simulation réaliste du transport de neige.

Whether it is for synthetic scenes in movies or video games, the realism of environments passes by the addition of visual effects common to our experiences. Snow is part of complex natural phenomena that make their physical and visual simulation all the more difficult to treat. In fact, snow falls in scenes under the action of wind. It piles up and is compressed in some areas, breaks and falls, is repelled by wind once deposited, liquefies or evaporates, freezes, accumulates impurities, etc. The goal of this research is to develop a simulator of snow transport in synthetic spaces. This simulator is designed as an automatic tool to integrate snow in scenes by adding its precipitation, transport by wind, simulation of melting and evaporation, but also to offer some control to artists in order to produce the desired results with easy and understandable settings such as the snow precipitation rate or the wind direction and speed in the scene. We propose a method for the simulation of snow transport that consists of : 1. A precomputation phase to estimate wind and precipitations in a scene. 2. A physical model of snow transport to capture its evolution through time. 3. A method of implementation on GPU. Our results demonstrate the need to simulate the various phenomena on the realism of snow distribution.