La neige est pas essence un matériau complexe à simuler. Parfois liquide, parfois solide, elle peut se déformer, se déchirer, devient plus solide quand elle est comprimée. Si des simulateurs efficaces existent, ils ne sont généralement pas parfaits dans toutes les situations : pouvoir gérer à la fois de gros volumes de neiges et l’accumulation lente de flocons reste un défi, les méthodes classiques dans ces deux cas reposant sur des outils mathématiques très différents (simulation de volumes de neige ou de particules).
C. Gissler, A. Henne, S. Band, A. Peer et M. Teschner, issus selon le cas de l’Université de Fribourg en Allemagne et/ou de la société FIFTY2 Technology, tentent de répondre à ce problème durant ce SIGGRAPH 2020. Leur publication An Implicit Compressible SPH Solver for Snow Simulation propose une approche destinée à simuler la neige à la fois sous forme de flocons et en volumes importants.
Pour y parvenir, ils utilisent une approche Lagrangienne reposant la technique dite Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). Sans trop rentrer dans les détails techniques et mathématiques, la neige est modélisée comme un matériau continu de type élastoplastique : en clair, un matériau qui, selon la force qu’on lui applique, reviendra en position initiale ou restera déformé. En outre, deux approches mathématiques spécifiques permettent de gérer la compression et les effets de déchirement.
Au final, la méthode proposée a de multiples avantages : elle gère l’accumulation des flocons, la déformation de la neige, sa compression/solidification et enfin la possibilité de briser une couche de neige.
Par ailleurs, on peut utiliser l’approche pour simuler les interactions avec des objets solides, des fluides ou encore pour gérer les changements de phase (par exemple, de la neige qui devient plus molle en fondant).
Pour plus de détails techniques, on consultera la publication An Implicit Compressible SPH Solver for Snow Simulation. Et pour se faire une idée plus concrète de ce travail, voici quelques démonstrations créées par l’équipe de recherche. Au menu, sous-marin, crème glacée, essuie-glace et pneu !
