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Mémoire — couplage contact-apparence pour l'usure en espace texture

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Donner aux textures la mémoire du contact · 2:07 · voix synthétiques, script rédigé avec l’IA

Transcription

Sylvie : Une surface réelle garde la trace du frottement. Une simulation, elle, l'oublie en général à la fin du pas de calcul.

Thierry : Elle l'oublie comment ? La physique sait bien qu'il y a eu contact.

Sylvie : C'est justement le décalage que vise le mémoire d'Antoine à l'ÉTS, sous la direction de Sheldon Andrews. Le solveur de contact calcule impulsions, vitesse relative, traction et dissipation, met à jour les corps rigides, puis s'arrête. Pendant ce temps, les cartes de matériau, albédo, rugosité, normales, restent fixes, sauf si un artiste peint l'usure à la main.

Thierry : Le mémoire relie les deux.

Sylvie : Oui. L'idée centrale : donner aux cartes une mémoire locale persistante du contact. Les contacts épars sont regroupés en patchs, projetés dans des atlas de texture, puis reconstruits sur le GPU en vitesse tangentielle, traction et dissipation. Ça pilote l'accumulation du glissement, de la direction et de l'usure.

Thierry : Et le maillage ne bouge pas ?

Sylvie : Aucun remaillage global. Seules les cartes se mettent à jour, progressivement, là où le contact a eu lieu. La distance parcourue par le corps ne suffit pas à prédire où l'usure apparaît.

Thierry : Comment sait-il que c'est réaliste ?

Sylvie : La validation passe par un banc d'abrasion réciproque et des captures GelSight de la microgéométrie mesurée, publiées comme jeu de données. Dans les scénarios testés, les texels écrits suivent mieux l'usure cumulée que la trajectoire du corps seule.

Thierry : Ça tourne en temps réel ?

Sylvie : Un cube ou un tore sur un plan reste dans un budget interactif. Le coût grimpe vite quand plusieurs regroupements de contact sont traités ensemble. Et il précise que c'est un modèle d'apparence, pas une simulation tribologique complète.

Thierry : Et le code, il est où ?

Sylvie : Deux bases de code. WearPaper contient les sources du mémoire et les diapositives, et n'est pas public. TextureFriction est le simulateur, où la boucle tourne en interactif. L'article complet a le schéma du pipeline.

Pipeline usure — contact, vitesse, traction, intégration texture, atlas et validation GelSight
Table des matières

Couplage contact-apparence pour l’usure de surfaces microstructurées en simulation interactive — mon mémoire de maîtrise à l’ÉTS (titre anglais du résumé : Visual Appearance Evolution from Wear on Microstructured Surfaces in Texture Space). Direction : Sheldon Andrews. Soutenance le 14 août 2026. L’idée centrale : donner aux cartes de matériau une mémoire locale persistante du contact. La distance parcourue par le corps ne suffit pas à prédire où l’usure apparaît.

1. Le décalage

Une surface réelle garde la trace du frottement et du glissement. En simulation interactive, cette information disparaît souvent à la fin du pas de calcul. Le solveur de contact calcule déjà impulsions, vitesse relative, traction tangentielle et dissipation — puis met à jour le mouvement des corps rigides et s’arrête. Les cartes matériau (albédo, rugosité, normales) restent fixes sauf si un artiste peint l’usure à la main.

Le mémoire boucle ce circuit : la résolution mécanique du contact alimente l’évolution d’apparence en espace texture, là où le contact a réellement eu lieu.

2. Pipeline (vue d’ensemble)

Les contacts épars sont regroupés en patchs locaux, projetés vers des atlas matériau, et reconstruits en vitesse tangentielle, traction effective et dissipation frictionnelle sur une grille GPU. Ces champs pilotent l’accumulation du glissement, de la direction dominante et de l’usure — puis la mise à jour progressive des cartes sans remaillage global.

Source : wear-pipeline-flow.mmd (même chaîne que GraphQuon 2025). L’implémentation interactive TextureFriction impose un ordre d’exécution plus strict : passes FBO pré-résolution → solveur PGS ou AVBD → vitesse/traction post-résolution → dépôt glissement/usure/direction → rendu.

Masque de contact réel — du contact simulé à la grille de patch

Reconstruction de traction sur le patch (WLS) — champ local avant dépôt texture

3. Trois contributions

  1. Accumulation locale fondée sur la dissipation — relie glissement, traction reconstruite et évolution visuelle de la surface en espace texture.
  2. Architecture de projection contact → atlas — regroupement en patchs, tampons GPU, mémoire matériau persistante sur maillage fixe ; glissement, direction et usure écrits là où le recouvrement indique un contact.
  3. Acquisition et comparaison GelSight — captures sur banc d’usure contrôlé pour le jeu Wear Surface Texture Datasets et la calibration des motifs simulés face à la microgéométrie mesurée.

4. Deux bases de code

DépôtRôle
WearPaper (non public)Sources LaTeX du mémoire, article ACM, diapositives Beamer de soutenance et bibliographie de référence.
TextureFriction (local, E:\master\TextureFriction)Simulateur Qt6 + OpenGL 4.3+ : contact PGS/AVBD, passes FBO par cluster, dépôt GPU dans les atlas glissement/usure/direction. Build : just build, exécution : just run-build.

WearPaper est la trace écrite ; TextureFriction est la boucle interactive.

5. Validation

Des acquisitions sur un banc d’abrasion réciproque alimentent cartes normales mesurées et progression d’usure par stades. Jeu public : ETSim/WearSurfacesDatasets[1]. La métrologie de surface rejoint mon travail CV sur TrueMapData[2] et l’intégration surfalize.

6. Résultats (aperçu)

Dans les scénarios testés, les texels écrits suivent mieux l’usure cumulée que la trajectoire du corps seul ; la topologie du contact modifie le dépôt. Un cube ou un tore sur plan reste dans un budget interactif ; le coût augmente fortement quand plusieurs regroupements de contact sont traités en parallèle. La méthode est un modèle d’apparence physiquement motivé, pas une simulation tribologique complète — limites autour de la reconstruction de champs effectifs, de la calibration et de la paramétrisation UV.

7. Documents de recherche

Les sources du manuscrit, l’article et les diapositives de soutenance sont dans WearPaper, qui n’est pas public.

8. Voir aussi

Références

  1. ETSim. (). WearSurfacesDatasets. [Software repository] github.com.
  2. ETSim. (). TrueMapData. [Software repository] github.com.

Les références utilisent la date de publication de cet article.