Peinture virtuelle : modélisation & algorithmes
Institution:
Paris 8Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
We created and implemented new painting numerical models. Their use must satisfy the following constraint : to produce pictures with the look and feel of traditional pictural style artwork; Moreover, the use of the models and the rendering must allow the interactivity of the tools we made. Virtual painting modeling needs modeling for : the support, the media and the tools. The simulations to produce pictures take into account the interactions between fluids and solids. A strokes sampling system and tools to automatically comptute strokes are proposed. Those strokes, composed of points and pressures, are used in our models. First, a 2D model including a support modeling for the support, the media and the tools was developped. The medium behavior based on heuristics allowed us to obtain painterly effects. This model was used to automatically transform 2D pictures (like photographs) into impressionist, pointillist and cubist painterly pictures. Extending this geometrical model from 2D to 3D and modifying the heuristics defining the medium behavior, we were able to add volume effects to the applied brush strokes. Finally, we explored opportunities offered by a numerical physical fluid flow simulation based on Navier-Stokes equations to propose a 3D virtual painting model that allow to obtain dynamic and realistic simulation of the painting action on on a quasi-plan support using tools.
Abstract FR:
Nous avons créé et implémenté de nouveaux modèles numériques de peinture en suivant deux objectifs principaux : leur utilisation doit permettre la production d'images dont le style pictural ressemble à des styles picturaux traditionnels ; l'utilisation du modèle physique et le rendu des images doivent également permettre l'interactivité des outils créés. La modélisation pour la peinture virtuelle nécessite des modèles de supports, de média et d'outils. Les interactions fluide/solide sont également prises en compte dans la simulation pour la production des images. Un système d'acquisition de trajectoires ainsi que des outils de calculs automatiques de trajectoires ont été proposés. Ces trajectoires, composées de points et pressions, sont utilisées par nos modèles. Dans un premier temps, un modèle de peinture 2D incluant la modélisation du support, des média et des outils a été élaboré. Le comportement du médium basé sur des heuristiques a permis d'obtenir des effets style peinture. Ce modèle a notamment été utilisé pour transformer de manière automatique des images 2D dans un style pictural de type impressionniste, pointilliste et cubiste. En étendant le modèle géométrique 2D à la 3D et en modifiant les heuristiques permettant de définir le comportement du médium, nous avons ajouté des effets de volume aux coups de pinceaux appliqués. Enfin, nous avons exploré les possibilités offertes par une simulation numérique de l'écoulement de fluide basée sur les équations de Navier-Stokes afin de proposer un modèle numérique 3D de peinture virtuelle permettant d'obtenir des simulations dynamiques et réalistes de l'action de peindre sur un support quasi-plan à l'aide d'outils.