PROPOSITION DE PROJET



RESPONSABLE: Fabrice NEYRET
EQUIPE:  iMAGIS / GRAVIR.
CONTACT: Fabrice.Neyret @ imag.fr_



TITRE:
 Textures de croissance

MOTS-CLE:
 synthese d'images, modelisation procedurale, phenomenes naturels,
 simulation a bases physiques, textures.

RESUME:
 Beaucoup d'objets complexes naturels ont une forme qui
resulte d'un phenomene evolutif, et notamment d'une croissance
(vegetaux, nuages/fumee, tectonique, cristaux, domaine du vivant en general).
Si la forme finale en elle-meme peut etre tres complexe a modeliser,
les regles qui pilotent son evolution peuvent etre tres simples.

Trois exemples:
- pour de la lave (ou a plus grande echelle, une plaque tectonique),
  les zones d'apport et de disparition de materiau provoquent
  la deformation et le deplacement des zones intermediaires.
- au sommet d'un nuage convectif, la surface bourgeonne dans les zones
  de micro-ascendance qui 'apportent' de la matiere et donc accroissent
  la surface de l'interface nuage/air.
- une feuille (e.g. choux, salade) se developpe par proliferation
  cellulaire; sa forme, sa courbure et ses details geometriques (alveoles)
  resultent de differentiels de croissance (les nervures se figent en premier).

Le but de ce stage est de donner corps a un nouveau paradigme:
les textures de croissances. L'idee consiste a coder
dans une texture les informations relatives a la dilation ou
a la contraction locale et ses caracteristiques (e.g. anisotropie),
une dilatation pouvant tout aussi bien representer une croissance
ou un apport de matiere depuis le volume sous la surface.
Partant d'une forme simple, la texture engendre des deformations
locales simples des elements de surface, qui contraignent la surface globale
a adopter une forme d'equilibre qui minimise ces contraintes
(par exemple si l'on a juste un 'point chaud', une cloque va
se former, puis se transformer en bulle).
Comme la texture colle toujours a la surface, la contrainte
va a nouveau s'exercer sur la nouvelle forme et la transformer
a nouveau, d'ou l'apparition de 'motifs' de forme evolutive caracteristiques,
de type moutonnement (quand il y a beaucoup de zones de croissance) ou
subduction (equilibre entre apparition et disparition de matiere).

RESULTAT ATTENDU:
Theorique:
- Resoudre (ce qui suppose de bien definir) la forme d'equilibre
  a partir d'une serie de contraintes locales.
- Etudier l'organisation et l'evolution de la texture de dilatation elle-meme
  (e.g. organisation fractale des 'points chauds' pour meubler les
  aires nouvellement crees).
- Etudier les limites de la representation en terme de dilatation surfacique
  de phenomene volumiques (e.g. nuages); proposer eventuellement
  des adaptations.

Pratique:
implementation d'une maquette logicielle en C ou C++ sous OpenGL.
Simulation avec quelques configurations de texture crees a la main
ou procedurales (e.g. stochastiques ou fractales).