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Synthétiser le mouvement d'une chevelure pour le jeu vidéo ou pour le prototypage cosmétique virtuel ? Un problème de modélisation difficile, auquel nous avons commencé à apporter des réponses en privilégiant l’alliance des diverses disciplines en jeu : science capillaire, modélisation mécanique, méthodes numériques et informatique graphique.
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Enjeux de la synthèse de chevelures7. Collaborations, transferts et travaux futurs
Ce travail résulte d'une collaboration menée entre l'INRIA Rhône-Alpes, le Laboratoire de modélisation en mécanique de Paris VI (CNRS – université Pierre-et-Marie-Curie), et la société L'Oréal Recherche. Plus précisément, les personnes suivantes ont été directement impliquées dans ce projet : Basile Audoly (CNRS – université Paris VI), Florence Bertails (INRIA), Marie-Paule Cani (Grenoble Universités – INRIA), Bernard Querleux, Frédéric Leroy, et Jean-Luc Lévêque (L'Oréal Recherche). Les principales publications liées à ce projet sont : .
La technologie de simulation de chevelures mise au point lors de cette collaboration a fait l'objet d'un transfert industriel vers les laboratoires de L'Oréal, dans le but d'assister, de valider, et même de prédire les expériences menées sur les cheveux réels. Conçu pour allier réalisme physique et efficacité en temps de calcul, le modèle intéresse également les professionnels du secteur du loisir, que ce soit pour la production de films d'animation 3D ou les jeux vidéo.
Concernant les travaux futurs envisagés, l'un des points que nous aimerions améliorer porte en particulier sur le traitement des contacts : à l'heure actuelle, le modèle de super-hélice est capable d'interagir avec l'environnement extérieur par le biais de forces physiques uniquement, ce qui n'est guère satisfaisant pour traiter les contacts de manière fiable et stable. La résolution des contacts par contraintes unilatérales serait préférable mais c'est un problème délicat, notamment à cause de la paramétrisation en torsion et courbures choisie pour le modèle de super-hélice. Nous étudierons cette question en nous inspirant des travaux effectués sur les contacts pour les chaînes de solides rigides articulés, qui présentent le même type de paramétrisation généralisée. La modélisation de contacts frottants pour prédire les regroupements et séparations spontanés des mèches au sein d'une chevelure en mouvement fait également partie de nos motivations pour la suite de ce projet.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AUZOU (M.-C.), MELCHIOR-BONNET (S.) - Les vies du cheveu - Gallimard, 2001.
-
(2) - ANJYO (K.), USAMI (Y.), KURIHARA (T.) - « A simple method for extracting the natural beauty of hair » - In Computer Graphics Proceedings (Proceedings of the ACM SIGGRAPH'92 conference), pages 111-120, August 1992.
-
(3) - BERTAILS (F.), AUDOLY (B.), CANI (M.-P.), QUERLEUX (B.), LEROY (F.), LEVEQUE (J.-L.) - « Super-helices for predicting the dynamics of natural hair » - In ACM Transactions on Graphics (Proceedings of the ACM SIGGRAPH'06 conference), pages 1180-1187, August 2006.
-
(4) - BERTAILS (F.), AUDOLY (B.), QUERLEUX (B.), LEROY (F.), LEVEQUE (J.-L.), CANI (M.-P.) - « Predicting natural hair shapes by solving the statics of flexible rods » - In J. Dingliana and F. Ganovelli, editors, Eurographics'05 (short papers). Eurographics, August 2005. Eurographics'05 (short papers).
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(5) - BANDO (Y.), CHEN (B-Y.), NISHITA (T.) - « Animating hair with loosely connected particles » - Computer Graphics Forum, 22(3) : 411-418, 2003. Proceedings of...
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