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Espace LOGIN : la démonstration Simulation de papier froissé

Papier froissé - Thèse de © C.SCHRECK / Equipe Imagine

Par l'équipe IMAGINE

Le papier est un matériau qui nous entoure au quotidien. Cependant, en animation 3D, que ce soit dans le cinéma ou dans le jeu vidéo, le papier n’est que très peu représenté. Quand il l’est, il est à plat, peu animé, jamais froissé sur une vue de premier plan, et jamais de manière fidèle à la réalité, car aucun modèle numérique fiable et rapide n’a encore été mis au point pour la représentation du froissement de papier.

Cela est dû à la grande complexité des calculs qu’une telle modélisation représente. Si on représente une surface 3D par un ensemble de petits triangles adjacents, il faut moins de triangles pour représenter une courbure lisse de tissus qu’un pli franc, pointu, cassé, de papier froissé. Pour bien modéliser ce type de surface, il faudrait une infinité de tout petits triangles au niveau du pli. Le calcul nécessaire à sa représentation virtuelle par de telles approches est excessivement long - plus d'une demi-heure de calcul par seconde d'animation.

Devant ce problème, soit on évite de représenter du papier froissé, soit on le représente de manière non réaliste, en l’animant approximativement par des approches manuelles, où un artiste vient ajuster lui-même la position des plis et des triangles de la surface.

L’équipe de recherche Imagine a étudié un nouveau modèle numérique pour faciliter cette représentation et ces calculs, principalement pour représenter le froissement du papier de manière réaliste dans les environnements interactifs: jeux vidéo, cinéma d’animation et réalité virtuelle.

Au-delà de l’animation 3D, ce modèle numérique contribue à la recherche en mathématiques, notamment sur les surfaces développables en général. Ces surfaces, caractérisées par le fait de pouvoir être mises à plat tout en conservant leurs longueurs lors de leur déformation, sont également utilisées dans l’ingénierie de la métallurgie, par exemple pour la modélisation des coques de navires et d'automobiles, ou encore pour les nouveaux styles architecturaux.

Mots-clés : Papier froissé Simulation Animation 3D Imagine Espace LOGIN

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