Simulation de chevelures virtuelles

Du fait de l'importance accrue des personnages virtuels dans tous les secteurs du loisir numérique, la simulation de chevelures est devenue, ces dernières années, un thème de recherche très actif en informatique graphique. Par ailleurs, la simulation physique de cheveux attire de plus en plus l'attention des cosmétologues, qui voient dans le prototypage virtuel un moyen efficace pour mettre au point des produits capillaires. Cette thèse s'attaque à deux grandes difficultés antagonistes liées à la simulation de chevelures : d'une part, la simulation en temps interactif d'une chevelure complète ; d'autre part, le réalisme physique de la forme et du mouvement d'une chevelure. Dans un premier temps, nous élaborons de nouveaux algorithmes visant à réduire le coût de calcul inhérent aux méthodes classiques d'animation de chevelures. Nos approches exploitent pour la première fois l'animation multi-résolution et le rendu volumique de longs cheveux, donnant lieu à des simulations interactives. Dans un second temps, nous proposons un modèle physiquement réaliste de chevelure, réalisé en collaboration avec des spécialistes en modélisation mécanique et en cosmétologie. Nous présentons tout d'abord le modèle mécanique précis de cheveu unique, issu de la théorie de Kirchhoff sur les tiges élastiques, dont nous avons participé à l'élaboration au cours de ce partenariat. Étendu à l'échelle de la chevelure complète, ce modèle est ensuite appliqué à la génération réaliste de coiffures naturelles tatiques, puis à la simulation dynamique de chevelures d'origines ethniques variées, avant d'être finalement validé à travers un ensemble de comparaisons avec le réel.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocGRENOBLE-INRIA Rhône-Alpes (383972301) / SudocSudocFranceF