Simulation de matière hautement déformable
Résumé
This paper presents a method for modeling and animating highly deformable material such as clay, dough or mud. The animated objects are inelastic: they absorb deformations and seldom come back to their initial shape. Their surfaces are smooth and fit with the objects they are in contact with. Moreover, their topology may change during animation sequences. In particular, they can break into pieces. The new model presented here is an hybrid one. Each object is composed of an elastic coating over a discrete inelastic layer. The elastic material is defined by an implicit formulation that is particularly convenient for modeling objects whose topology changes over time. Well-suited to automatic collision detection and response, the elastic layer generates and maintains exact contact surfaces between interacting objects. Response forces computed along contact surfaces are transmitted to the internal structure that deforms accordingly. The whole simulation is produced at interactive rates.
Cet article propose une méthode pour modéliser et animer des matériaux "hautement déformables" comme de la pâte à modeler, de la glaise, ou des substances semi-fluides. Ces matériaux sont inélastiques : ils absorbent une partie des déformations qu'ils subissent, et reviennent rarement à leur forme initiale. Leurs surfaces sont généralement lisses et épousent la forme des objets avec lesquels ils sont en contact. De plus, la topologie de ces corps est variable : ils peuvent se fracturer en plusieurs parties au cours d'une animation. Nous proposons ici un modèle hybride. Chaque objet est constitué d'un composant inélastique discret, enrobée d'une couche de matériau déformable. Cette dernière est définie gràce à une formulation implicite, convenant particulièrement bien à la modélisation d'objets dont la topologie change au cours du temps. Bien adaptée à la détection et au traitement des collisions, la couche déformable engendre et maintient de véritables surfaces de contact entre objets en intéraction. Les forces de réaction intégrées le long de ces surfaces sont transmises à la structure interne, qui se déforme en conséquence. La simulation de l'ensemble est intéractive.
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