Méthodologie de modélisation
Chevelures numériques

Comme nous l’avons vu dans le paragraphe précédent, chacun des cheveux composant une chevelure est un tube très fin, pratiquement inextensible, et pouvant présenter une forme naturelle variable selon l’origine ethnique de la personne. Il est important de noter que ces trois éléments (finesse, inextensibilité et forme naturelle d’une fibre capillaire) ont un impact direct sur la réponse élastique d’un cheveu et, par voie de conséquence, d’une chevelure. Il paraît donc dans un premier temps essentiel de modéliser finement la dynamique d’une fibre individuelle, afin d’être capable de capturer l’élasticité propre d’une chevelure complète.

De plus, chaque fibre est soumise à de nombreux contacts frottants avec les fibres voisines et nous avons vu que ces entremêlements donnent naissance aux comportements collectifs typiques au sein d’une chevelure. Simuler 150 000 fibres individuelles et traiter tous les contacts simultanés se produisant entre les fibres n’est cependant pas raisonnable, car cela engendrerait des coûts de calcul insurmontables. À titre d’illustration, même en utilisant les modèles de fibres et d’interaction les plus simples et les moins coûteux existant dans la littérature, il faudrait des jours voire des semaines pour calculer quelques secondes d’animation pour une chevelure complète, en utilisant un PC standard. Une alternative classique consiste à considérer la cohérence locale des cheveux voisins lors du mouvement de la chevelure : sous cette hypothèse, on peut alors se permettre de ne simuler que quelques centaines de cheveux individuels répartis uniformément dans la chevelure, chacun de ces cheveux servant de guide pour le mouvement d'une assemblée de fibres voisines. Cette stratégie permet de réduire considérablement la complexité du problème et rend possible la simulation d’une chevelure complète. La principale difficulté consiste alors à établir de manière cohérente le mouvement et la forme de la totalité d’une chevelure, à partir de la donnée de quelques centaines de fibres individuelles.