L’équipe de recherche NVIDIA PhysX a mis en ligne une publicationsur la simulation temps réel de poils et cheveux. Matthias Müller-Fisher, T.Y. Kim, et N. Chentanez sont à l’origine de ce travail.
Toute la complexité de la simulation de cheveux repose sur le nombre de mèches à gérer, et le fait que les cheveux doivent rester inextensibles. L’avantage de la méthode proposée est de garantir un résultat correct (pas d’élongation des cheveux) en une seule itération par frame ; la plupart des méthodes concurrentes, avec un nombre d’itérations si bas, deviennent instables ou élonguent les cheveux hors des limites visuellement acceptables.
L’approche choisie est géométrique et non basée sur la physique.
Ci-dessous, le résultat en vidéo : le début compare la technique utilisée (Dynamic FTL, en bleu) avec deux autres méthodes existantes.
La technique proposée est une extension de l’approche appelée « follow the leader » (FTL, suivez le chef) : les cheveux sont modélisés sous la forme de points successifs, et à chaque itération la nouvelle position et vitesse de chaque point est calculée en fonction de celui qui le précède sur le cheveu.
Cette modélisation avait déjà été utilisée pour des simulations quasi statiques, mais restait jusqu’ici délicate à mettre en oeuvre pour des simulations dynamiques.
Pour simuler des cheveux ondulés ou frisés, l’approche ne change pas : une chaîne de vertex distincte de celle utilisée pour la simulation est utilisée pour le rendu.
Les collisions sont gérées entre cheveux (les auteurs reprennent une technique déjà existante qui simule friction et répulsion), mais pas toujours entre les cheveux et le personnage : pour des poils ou cheveux courts (comme avec le personnage final de la vidéo) elle est inutile, la gestion des interactions entre cheveux suffit. Pour des cheveux longs comme ceux du modèle précédent, huit ellipsoïdes sont utilisés pour créer une forme simplifiée de la tête et des épaules et calculer les collisions.
Enfin, la méthode introduit artificiellement de l’amortissement (atténuation des oscillations). L’équipe indique cependant que dans la plupart des scénarios d’utilisation classiques, ceci ne posera pas de problème majeur, et restera visuellement réaliste.
Pour plus de détails sur l’algorithme, on consultera la publication complète.
Via Max UnderGround.
