Animation de fluide avec des particules sur un maillage

Cette thèse porte sur l'animation d'un fluide à base de particules en utilisant un maillage dans un cadre d'infographie. De nouvelles façons d'animer un fluide dans son espace de simulation sont explorées.Cette animation se fait à travers la simulation, la visualisation d'un champ de vitesses et le rendu d'effets spéciaux de fluide. Il s'agit d'une thèse par articles dans lequel trois articles ont été réalisés. Les deux premiers ont déj a été publiés et le troisième est en cours de publication. Le premier article porte sur une méthode de simplification de la dynamique des fluides par des précalculs du champ de vitesses sur un maillage cubique du domaine de simulation. Plusieurs méthodes de visualisation sont proposées, y compris avec des particules. Dans le second article, nous visualisons un champ de vitesses sur le maillage triangulaire d'une surface arbitraire. Des particules sont introduites dans le champ de vitesses afin de le visualiser, mais aussi afin de créer des rendus de liquide ou de fumée sur la surface. Le dernier article porte sur la simulation de gouttes d'eau sur une surface en temps réel. La simulation de la condensation de l'eau sur une surface de même que la sueur ont pu être traités comme des applications

Modelo computacional para representação gráfica do comportamento elástico de superfícies deformáveis e interação com sólidos para aplicações em tempo real

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico.Programa de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoEste trabalho apresenta um modelo computacional utilizado para a representação gráfica de superfícies deformáveis. A interação destas superfícies com sólidos rígidos pode resultar em alterações morfológicas proporcionais à região de contato, à força aplicada e ao tempo em que o mesmo ocorreu. A validação se fez através de experimentos com malhas tridimensionais que representam a deformação de um tecido que sofre a ação de uma força externa. Durante a simulação o modelo busca atender características físicas e temporais. As malhas deformáveis e os sólidos são armazenadas em estruturas denominadas DLFLs (Double Linked Face List). Essa estruturas são grafos de rotação que possuem características topológicas que garantem uma grande flexibilidade de manipulação, evitam a redundância de informações e permitem percorrer todos os vértices da estrutura em um único ciclo. Essa última propriedade torna possível calcular a intersecção da DLFL com elementos geométricos e verificar quais elementos da mesma serão afetados por esta operação; respeitando sua ligação topológica de vizinhança. A representação física das forças que agem sobre os tecidos e suas implicações são feitas através de um sistema massa-mola. Este sistema consiste em pontos de massa conectados por molas que podem se deformar ao sofrer a ação de uma força externa e ender a oscilar no momento que a ação é interrompida voltando a seu estado original. O sistema foi adotado em conjunto com a DLFL, de modo que cada vértice representa uma massa e cada aresta representa uma mola, criando um sistema por onde as forças pode ser propagadas aos vértices vizinhos àquele que sofre uma ação

Représentations symboliques musicales et calcul spatial

Musical symbolic representations and spatial computing. The notion of symbolic space is frequently used in music theory, analysis and composition. Representing sequences in pitch (or chord) spaces, like the Tonnetz, enables to catch some harmonic and melodic properties that elude traditional representation systems. We generalize this approach by rephrasing in spatial terms different musical purposes (style recognition, melodic and harmonic transformations, all-interval series classification, etc.). Spaces are formalized as topological collections, a notion corresponding with the label- ling of a cellular complex in algebraic topology. A cellular complex enables the discrete representation of a space through a set of topological cells linked by specific neighborhood relationships. We represent simple musical objects (for example pitches or chords) by cells and build a complex by organizing them following a particular neighborhood relationship defined by a musical property. A musical sequence is represented in a complex by a trajectory. The look of the trajectory reveals some informations concerning the style of the piece, and musical strategies used by the composer. Spaces and trajectories are computed with MGS, an experimental programming language dedicated to spatial computing, that aims at introducing the notion of space in computation. A tool, HexaChord, has been developped in order to facilitate the use of these notions for a predefined set of musical spacesReprésentations symboliques musicales et calcul spatial. La notion d'espace symbolique est fréquemment utilisée en théorie, analyse et composition musicale. La représentation de séquences dans des espaces de hauteurs, comme le Tonnetz, permet de capturer des propriétés mélodiques et harmoniques qui échappent aux systèmes de représentation traditionnels. Nous généralisons cette approche en reformulant d'un point de vue spatial différents problèmes musicaux (reconnaissance de style, transformations mélodiques et harmoniques, classification des séries tous-intervalles, etc.). Les espaces sont formalisés à l'aide de collections topologiques, une notion correspondant à la décoration d'un complexe cellulaire en topologie algébrique. Un complexe cellulaire per- met la représentation discrète d'un espace à travers un ensemble de cellules topologiques liées les unes aux autres par des relations de voisinage spécifiques. Nous représentons des objets musicaux élémentaires (par exemple des hauteurs ou des accords) par des cellules et construisons un complexe en les organisant suivant une relation de voisinage définie par une propriété musicale. Une séquence musicale est représentée dans un complexe par une trajectoire. L'aspect de la trajectoire révèle des informations sur le style de la pièce et les stratégies de composition employées. L'application d'opérations géométriques sur les trajectoires entraîne des transformations sur la pièce musicale initiale. Les espaces et les trajectoires sont construits à l'aide du langage MGS, un langage de programmation expérimental dédié au calcul spatial, qui vise à introduire la notion d'espace dans le calcul. Un outil, HexaChord, a été développé afin de faciliter l'utilisation de ces notions pour un ensemble prédéfinis d'espaces musicau

Transformation de collections topologiques de dimension arbitraire (application à la modélisation de systèmes dynamiques)

Le projet MGS poursuit deux objectifs : l'étude de l'apport de notions topologiques dans les langages de programmation, et leur application au développement de nouvelles structures de données et de contrôle pour la simulation de systèmes dynamiques à structure dynamique. Ces objectifs ont abouti au développement d'un langage de programmation expérimental dédié à la spécification de ces systèmes : le langage MGS. Ces travaux sont organisés selon trois axes : (1) le développement de la notion de collection topologique de dimension arbitraire, une nouvelle structure de donnée fondée sur la notion de complexe cellulaire développée en topologie algébrique, (2) la spécification formelle d'une sémantique des programmes MGS et plus particulièrement des transformations, une forme originale de définition par cas de fonction sur les collections topologiques, et enfin (3) la validation de nos travaux par de nombreux exemples non triviaux dans les domaines de la biologie et de la morphogénèse.The MGS project is aimed at studying the use of topological notions for programming languages and their applications in developing new data and control structures for the simulation of dynamical systems with a dynamical structure. These goals have led to the development of an experimental programming language dedicated to the specification of such systems: the MGS language. This work is organized following three directions: (1) developing the notion of topological collection of arbitrary dimension, a new data structure based on the concept of cellular complex developed in algebraic topology, (2) specifying a formal semantics of MGS, especially for transformations, an original kind of case-based definition of functions on topological collections, and finally (3) validating our works with numerous non trivial examples in biology and morphogenesis.EVRY-Bib. électronique (912289901) / SudocSudocFranceF

Chain Models in Computer Simulation

This paper presents an extension of a previously-described framework for the specification and manipulation of models of systems. The original framework and its extension include a convenient Application Programming Interface (API), and this paper describes examples of the use of this API in the context of graphical simulation. These examples include the simulation of objects whose definition involves torques, and a brief description of the simulation of air and smoke by means of a model involving particles moving in fluid. Key words: chain model, graphical simulation, cellular complexes, topological data structures