Qualitative Simulation of Cloud Formation and Evolution - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Conference Papers Year : 1997

Qualitative Simulation of Cloud Formation and Evolution

Fabrice Neyret

Abstract

Cloud simulation models are rare in computer graphics, although many rendering algorithms have been developed to evaluate the illumination and the color of gaseous phenomena. The laws of fluid mechanics used for physical simulation require a fine resolution in space and time, and solving the Navier-Stokes equation in 3D is in general quite costly. However, many heuristics, dealing with various scales, can be used to describe the evolution of the shape of convective clouds such as cumulus. These go beyond the classical equations governing the motion of each element of fluid volume. Physicists characterize the identity and behavior of phenomena such as bubbles, jets, instabilities, waves, convective cells, and vortices. Moreover, the shape of a convective cloud can be considered as a surface, so that we only require detailed information near the periphery of the cloud volume. A guiding principle in our ongoing research is to take advantage of this type of high level knowledge available at various scales in order to obtain a simulation of convective clouds that may not be physically-accurate, but that will be perceptually convincing.
Les modeles de simulation de nuages sont rares en synthese d'images, bien que de nombreux algorithmes de rendu aient ete developpes pour evaluer l'illumination et la couleur des objets gazeux. Les lois de la mecanique des fluides utilisees pour la simulation physique demandent une resolution fine en espace et en temps, et resoudre les equations de Navier-Stokes en 3D est generalement assez cher. Cependant, plusieurs heuristiques, s'appliquant a diverses echelles, peuvent etre utilisees pour decrire l'evolution de la forme d'un nuage convectif comme le cumulus. Elles vont au dela des equations classiques qui gouvernent le mouvement de chaque element volumique du fluide: les physiciens caracterisent l'identite et le comportement de phenomenes comme les bulles, les jets, les instabilites, les vagues, les cellules de convection, les tourbillons... De plus, la forme d'un nuage convectif peut etre consideree comme une surface, de telle sorte que l'on a besoin d'une information detaillee seulement pres de la peripherie du volume du nuage. Le fil conducteur de notre recherche en cours est de tirer avantage de ce type de connaissance a haut niveau disponible a plusieurs echelles, de facon a obtenir une simulation de nuages convectifs qui ne sera sans doute pas physiquement precise, mais perceptuellement convainquante.
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Dates and versions

inria-00588891 , version 1 (26-04-2011)

Identifiers

  • HAL Id : inria-00588891 , version 1

Cite

Fabrice Neyret. Qualitative Simulation of Cloud Formation and Evolution. Eurographics Workshop on Computer Animation and Simulation, 1997, Budapest, Hungary. ⟨inria-00588891⟩
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