Patch-based texture synthesis on 3D fluids

Résumé

Nous proposons trois approches différentes pour synthétiser à partir d’exemples de texture une texture sur la surface libre de fluide animée. Globalement, nos approches sont appliquées en post-traitement à une simulation de fluide. Nous avons utilisé des parcelles polygonales pour stocker les coordonnées uv de la texture. Nous advectons des marqueurs ou des parcelles polygonaux pour déplacer la texture avec l’écoulement du fluide. Les parcelles couvrent toute la surface du fluide à chaque image de l’animation. Nous utilisons un atlas de texture pour calculer la texture animée résultante. Dans la première approche, les particules marqueurs sont dispersées sur la surface du fluide et utilisées pour suivre les déformations et les changements topologiques. Pour chaque image de l’animation, les marqueurs sont advectés et tournés de manière cohérente avec l’écoulement du fluide. Les polygones récepteurs sont identifiés sur la surface du fluide et sont utilisés pour transférer les coordonnées uv, tout en garantissant une quantité contrôlable de distorsion de texture. La densité des marqueurs est ajustée lors de la construction de l’atlas de texture utilisé pour le rendu. Les marqueurs qui restent inutilisés lors du remplissage de l’atlas sont supprimés, tandis que les texels de l’atlas sans tracker correspondant identifient les zones où de nouveaux marqueurs seront ajoutés. Associé à notre approche de superposition de parcelles, ce processus de création et de suppression de marqueurs réduit les artefacts de changement soudain. Dans la deuxième approche, nous synthétisons des textures à base de parcelles temporellement cohérentes sur la surface libre des fluides à l’aide de parcelles déformables. Nous cherchons à maintenir une distribution de disque de Poisson pour la position des parcelles, et après l’advection, le critère du disque de Poisson détermine où ajouter de nouveaux parcelles et quels parcelles doivent être signalés pour suppression. La suppression tient compte du nombre local de parcelles : dans les régions contenant trop de parcelles, on accélère la suppression temporelle. Cela réduit le nombre de parcelles tout en respectant le critère du disque de Poisson. La réduction des zones avec trop de parcelles accélère le calcul et évite les artefacts de mélange de parcelles. Dans la troisième approche, en utilisant des textures superposées combinées à des parcelles déformables, nous avons réussi à supprimer l’artefact de mélange et l’artefact rigide observés dans les méthodes précédentes. Nous restons fidèles à l’exemple de texture en supprimant les texels de parcelles déformés à l’aide d’un processus d’érosion de parcelle. L’érosion des parcelles est basée sur une carte des caractéristiques fournie avec l’exemple de texture en tant qu’entrées de notre approche. L’érosion favorise l’élimination des texels vers la frontière du parcelles ainsi que des texels correspondant à des régions plus déformées du parcelle. Là où les texels sont supprimés en laissant un espace sur la surface, nous ajoutons de nouveaux parcelles sous ceux existants. Le résultat est une texture animée suivant le champ de vitesse du fluide. Nous montrons que nos approches fournissent de bons résultats pour de nombreux scénarios de simulation de fluides, et avec de nombreux exemples de texture.

Date	5 août 2022
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Eric Paquette (Directeur(-trice))