Accélération de la simulation des corps mous pour les applications en temps réel

Boukadida, Nabil (2020). Accélération de la simulation des corps mous pour les applications en temps réel. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La simulation réaliste de la déformation des corps souples est une tâche complexe. Les méthodes basées sur la physique peuvent produire des résultats plausibles, mais elles peuvent être très coûteuses pour les applications en temps réel. Dans ce mémoire, nous proposons d’améliorer le taux de convergence de la dynamique basée sur les positions (XPBD) en utilisant l’accélération d’Anderson avec la méthode de sur-relaxation successive. Chaque itération du solveur XPBD est traitée comme une itération de point fixe, et l’accélération est appliquée sur les multiplicateurs de Lagrange produits par le solveur. De plus, des mesures de précautions sont installées pour assurer la stabilité de la simulation. L’approche utilise des contraintes basées sur la physique, qui permettent un contrôle plus fin sur les propriétés d’élasticité du matériau, ajoutant ainsi plus de réalisme à la simulation. Les résultats obtenus montrent que l’approche proposée apporte une amélioration significative du taux de convergence par rapport aux autres techniques d’accélération numérique.

Titre traduit

Acceleration of soft body simulation for real-time applications

Résumé traduit

The simulation of realistic soft-body deformations is a challenging task. Physically based methods can produce plausible results, but they can be very expensive for real time applications. In this thesis we propose to improve t e convergence rate of the extended positionbased dynamics (XPBD) by using Anderson acceleration with successive over relaxation. Each iteration of the XPBD solver is treated as a fixed-point iteration, and the acceleration is applied on the Lagrange multipliers produced by the solver. In addition, we add multiple safeguards to ensure the stability of the simulation. The approach uses physics based constraints, which allow for finer control over the elasticity properties of the material, and thus adding more realism to the simulation. The obtained results show that the proposed approach provides a significant improvement of the convergence rate over the other numerical acceleration techniques.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maitrise avec mémoire en génie des technologies de l’information". Comprend des références bibliographiques (pages 59-60).
Mots-clés libres:	infographie, animation basée sur la physique, déformation de corps souple, XPBD, accélération numérique, accélération d’Anderson, méthode de surrelaxation successive
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Paquette, Eric
Codirecteur:	Codirecteur Andrews, Sheldon
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie des technologies de l'information
Date de dépôt:	14 sept. 2021 18:53
Dernière modification:	14 sept. 2021 18:53
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2688

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