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Ajout de plis pour l’animation de vêtements dans le jeu vidéo

La présence et le réalisme des plis sur les vêtements sont essentiels pour rendre une animation plausible. Cependant, le coût des simulations par modèles physiques de tissus conduit généralement les professionnels du film d’animation 3D et du jeu vidéo à utiliser des modèles peu détaillés et de faible rigidité. De ce fait, les tissus peuvent être compressés localement au cours du mouvement, sans que les plis attendus se forment.

L’objectif est de compléter une telle simulation - intéressante pour son calcul rapide de la dynamique du mouvement - par l’ajout automatique de plis visuellement réalistes dans les zones compressées. Pour cela, il faut calculer un tenseur de déformation par triangle, fonction de la déformation entre la forme de référence du vêtement et le maillage animé. Ce tenseur est ensuite interpolé grâce à une méthode spécifique qui présente son anisotropie, de manière à former un champ continu de tenseurs. Des lignes de plis sont alors générées de manière procédurale par intégration de trajectoires dans ce champ de tenseurs.

Cette méthode assure leur cohérence temporelle en leur permettant de glisser, s’effacer ou apparaître progressivement à la surface du vêtement au cours d’une animation.

Une dernière contribution est l’utilisation de surfaces implicites pour modéliser la déformation géométrique associée aux plis : les lignes de plis sont utilisées comme squelettes engendrant des surfaces de convolution - dont les paramètres sont calculés de manière à réduire la compression locale - qui viennent raffiner et déformer localement le maillage. Grâce aux propriétés de mélange des surfaces implicites, les plis générés sont capables de se fusionner et de se séparer automatiquement, de manière visuellement réaliste au cours du mouvement. Enfin, la méthode prend en compte un paramètre d’épaisseur du tissu qui gère le nombre de plis engendrés pour une compression locale donnée, comme illustré par les exemples ci-contre.

Ce travail, effectué en collaboration avec Tibériu Popa (ETHZ) et Alla Sheffer (University of British Columbia) a été présenté à une conférence SIGGRAPH ASIA 2010 à Séoul en décembre 2010. Une vente de licence est actuellement en discussion avec l’un des acteurs majeurs du jeu vidéo.

Contact : équipe Evasion du laboratoire Jean Kuntzmann, Grenoble (UMR 5224, CNRS, Université Joseph Fourier, INP Grenoble, INRIA et UMPF)

- Marie-Paule Cani,
- Stéphanie Hahmann
- Damien Rohmer,

Site web du laboratoire Jean Kuntzmann