Flow-noise en temps rel Aymeric Augustin Soutenance de stage - - PowerPoint PPT Presentation

Flow-noise en temps réel

Aymeric Augustin

Soutenance de stage d’option scientifique Ecole polytechnique - lundi 3 juillet 2006

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Texte

Flow-noise en temps réel

• Motivation : amplifier le mouvement

d’un fluide simulé à basse résolution

• Méthode : ajouter une texture

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Texte

Flow-noise en temps réel

• Etat de l’art
• Animation améliorée du bruit de Perlin
• Implémentation sur carte graphique

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Texte

Flow-noise en temps réel

• Etat de l’art
• Animation améliorée du bruit de Perlin
• Implémentation sur carte graphique

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Texte

Etat de l’art

• Textures procédurales
• définition
• exemples

5

Texte

Etat de l’art

• Problématiques d’animation
• stochastique temporelle
• déformation continue
• en temps : “popping”
• en espace : “cracking”

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Texte

• Exemple : le bruit de Perlin (

1 D)

• interpolation de gradients
• construction par générateurs

Etat de l’art

• 1
• 0,75
• 0,5
• 0,25

• 0,5
• 0,25

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Texte

• Exemple : le bruit de Perlin (2D)
• transformation : somme fractale

Etat de l’art

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Texte

Etat de l’art

• Textures pour les fluides
• écoulement, tourbillons : turbulence
• Flow-noise (Perlin, Neyret, 2001

)

• gradients rotatifs
• pseudo-advection

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Texte

Etat de l’art

• Textures advectées (Neyret, 2003)
• lier les coordonnées texture au fluide
• déformation
• régénération

et latence

• trois couches de

textures

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Texte

Etat de l’art

• Textures advectées (Neyret, 2003)
• latence adaptative
• mélange procédural des couches
• flow-noise

Blending 1 Blending 2 Blending 3 Blending 4 Shader Shader Shader Noise 1 Noise 2 Noise 3 Blending Shader Noise 1 Noise 2 Noise 3

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Texte

Flow-noise en temps réel

• Etat de l’art
• Animation améliorée du bruit de Perlin
• Implémentation sur carte graphique

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Texte

Animation améliorée du bruit de Perlin

• Toute déformation continue

respectant un champ de rotations crée des enroulements

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Texte

Animation améliorée du bruit de Perlin

• Notre déformation non continue ne

crée pas de discontinuité spatiale grâce aux propriétés du bruit

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Texte

• Animation des gradients : prendre la

valeur de rotation au bon point !

Animation améliorée du bruit de Perlin

Correct Incorrect

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Texte

• Contrôle du spectre de rotation
• cascade d’énergie de Kolmogorov :

E(k) = CK e-

2/3 k4/3 (k =2π/l)

Animation améliorée du bruit de Perlin

injection de l'énergie dissipation de l'énergie ki kd flux d'énergie k E(k) domaine inertiel

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Texte

Animation améliorée du bruit de Perlin

• Contrôle du spectre de rotation
• version discrète : Wj Ωj

2 ~ kj 4/3

• proportionnalité entre le poids

(contraste), la vitesse de rotation et l’échelle

• restent des degrés de liberté :
• liberté pour l’artiste
• indication de la “réalité”

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Texte

Flow-noise en temps réel

• Etat de l’art
• Animation améliorée du bruit de Perlin
• Implémentation sur carte graphique

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Texte

Implémentation sur carte graphique

• Interface

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Texte

Implémentation sur carte graphique

• Schéma du “pixel shader”

fp_flownoise Perlin noise Perlin noise Perlin noise

texCoords1 texCoords2

texCoords3

POSITION density combine NOISE

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Texte

• Artefacts liés à la structure du bruit

Implémentation sur carte graphique

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Texte

Implémentation sur carte graphique

• Problèmes de précision des coordonnées

texture : flottants 16 bits vs. 32 bits

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Texte

Implémentation sur carte graphique

• Statistiques sur le “pixel shader” :
• 20 R-regs, 14 H-regs
• 771 instructions
• 48 COSH, 48 SINH, 74 TEX
• Résultats
• >25Hz, 400x400 (QuadroFX 1400)

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Texte

Implémentation sur carte graphique

• Video

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Texte

Flow-noise en temps réel

• Conclusion
• algorithme amélioré
• complexité acceptable
• très peu d’artefacts
• temps réel sur processeur graphique
• utilisable dans un jeu vidéo

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Texte

Flow-noise en temps réel

• Perspectives
• coordonnées texture et valeurs de

rotation procédurales

• création de “heightfields” pour les

nuages, avec niveaux de détail

• calcul progressif de texture pour les

mouvements lents

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Texte

Flow-noise en temps réel

• Questions ?

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