Lorsque les concepteurs choisissent une méthode pour simuler l'eau et les vagues, ils doivent choisir entre un calcul rapide ou des effets réalistes; les méthodes de pointe ne peuvent optimiser que l'une ou l'autre. Maintenant, une méthode développée par des chercheurs de l'Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) et de NVIDIA comble cette lacune. Leur méthode de simulation peut reproduire des interactions complexes avec l'environnement et de minuscules détails sur de vastes zones, le tout en temps réel. De plus, la construction de base de la méthode permet aux graphistes de créer facilement des effets artistiques. Les auteurs présenteront leurs travaux lors de la conférence annuelle de haut niveau pour l'infographie :SIGGRAPH 2018, où les chercheurs d'IST Autriche présentent un total de cinq projets différents.

Les simulations de vagues d'eau actuelles sont basées sur l'une des deux méthodes disponibles. Les méthodes de Fourier sont efficaces, mais ne peut pas modéliser des interactions compliquées telles que l'eau frappant le rivage d'une île. Méthodes numériques, d'autre part, peut simuler un large éventail de tels effets, mais sont beaucoup plus coûteux en calcul. Par conséquent, « les scènes avec des détails au niveau de minuscules vagues et avec des interactions environnementales au niveau d'îles d'un kilomètre de long étaient soit impossibles soit totalement impraticables, " dit Chris Wojtan, professeur à l'IST Autriche. "Notre méthode rend possible cette ampleur et cette portée, en temps réel." L'équipe à l'origine de la nouvelle méthode comprend Tomáš Skřivan de IST Autriche, ainsi que Stefan Jeschke, Matthias Muller-Fischer, Nuttapong Chentanez, et Miles Macklin de NVIDIA, en plus de Wojtan.

Réalisant toute cette ingéniosité requise, ainsi qu'une compréhension approfondie de la physique fondamentale impliquée. « Nous avons codé les ondes avec des paramètres physiques différents de ceux utilisés auparavant, " explique Wojtan. " Essentiellement, cela nous a donné des valeurs qui ont changé beaucoup plus lentement, c'est ce qui nous a permis de simuler de petits détails à très grande résolution. tels que des objets atterrissant de manière réaliste dans l'eau (ou même des milliers d'objets atterrissant simultanément), ou de l'eau se reflétant sur les côtés d'un bateau en mouvement.

Jeschke, premier auteur et ancien post-doctorant IST Autriche, met l'accent sur les applications possibles dans la création de simulations détaillées et artistiques, par exemple pour les jeux, films ou programmes de réalité virtuelle. "La combinaison de la gamme, détail, et la vitesse de calcul représente un grand pas en avant pour l'industrie, " dit-il. " De plus, à cause de la façon dont nous encodons notre simulation, il est facile de le manipuler et de modéliser le débit d'eau dans des environnements variés comme les rivières ou les océans. Notre méthode permet aux artistes de facilement « écraser » la nature, et créez des scènes plus rapidement que jamais. » L'équipe a déjà conçu un tel outil :le « wave-painter » fonctionne comme le pinceau dans un programme de dessin, augmenter la hauteur des vagues à mesure que l'artiste "dessine" sur une zone particulière. Le vague-peintre peut également être adapté pour créer des vagues s'écoulant dans une direction particulière comme on le voit dans les rivières, par exemple.