Active Implicit Surface for Animation

This paper introduces a new model of deformable surfaces designed for animation, which we call active implicit surfaces. The underlying idea is to animate a potential field defined by discrete values stored in a grid, rather than directly animating a surface. This surface, defined as an iso-potential of the field, has the ability to follow a given object using a snake-like strategy. Surface tension and other characteristics such as constant surface area or constant volume may be added to this model. The implicit formulation allows the surface to easily experience topology changes during simulation. We present an optimized implementation: computations are restricted to a close neighborhood around the surface. Applications range from the coating of deformable materials simulated by particle systems (the surface hides the granularity of the underlying model) to the generation of metamorphosis between shapes that may not have the same topology. Résumé Nous présentons dans ce papier un nouveau modèle de surface déformable pour l’animation en Synthèse d’Images, appelé surface implicite active. Cette surface est définie comme une isopotentielle d’un champ discret, dont on modifie les valeurs afin d’animer la surface en retour. Le comportement de la surface permet de suivre le contour d’un objet à la manière des snakes en vision, tout en simulant une tension de surface et/ou un volume constant. La formulation implicite permet tout changement de topologie. Nous proposons une implémentation optimisée, où les calculs sont restreints à un voisinage proche de la surface. Les applications peuvent s’étendre de l’enrobage de systèmes de particules, où la surface permet de dissimuler la granularité de la simulation, à la création de métamorphoses automatiques entre objets de topologie quelconque. iMAGIS is a joint project between CNRS, INRIA, INPG and UJF.