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NVIDIA annonce la prochaine version de son moteur physique PhysX,
La version 5 intégrera les éléments finis pour les objets déformables et la simulation de fluides

Le , par dourouc05

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Avec l'hiver qui tarde à arriver en Europe l'Ouest, les développeurs de PhsyX, le moteur physique développé par NVIDIA, ont décidé de prendre quelques vacances au soleil. En tout cas, c'est ce que semble indiquer la scène qui sert de démonstration des capacités de la prochaine version majeure de ce moteur physique (un an à peine après la précédente), entièrement à la plage. Pour le moment, NVIDIA se limite à une annonce de cette version, la sortie étant prévue "bientôt", en 2020.



Alors que PhysX 4 s'orientait sur la précision de la simulation sans vraiment ajouter d'effet physique supplémentaire, PhysX 5 ajoutera son lot de fonctionnalités. À l'instar du moteur FEMFX annoncé il y a peu par AMD, cette version du moteur physique implémentera un solveur par éléments finis à destination des corps déformables (par opposition aux corps rigides). (Voir l'article sur FEMFX pour des détails sur les principes de la simulation par éléments finis.) Contrairement à FEMFX, ce solveur sera intégré à PhysX et non disponible comme bibliothèque complètement séparée : on peut s'attendre à une intégration plus facile avec la simulation des corps rigides.

La simulation de fluides est aussi à l'honneur, avec deux nouvelles méthodes. Jusqu'à présent, PhysX s'est focalisé sur la simulation des corps rigides et des articulations (de manière moins importante, aussi sur les véhicules). Pour la simulation de fluides, il fallait d'abord utiliser la bibliothèque annexe APEX (plus maintenue depuis 2014), pour les cas de turbulence (le module s'appelait d'ailleurs APEX Turbulence) ; ensuite, le vent a tourné en direction de FleX (mais pas pour tous les cas d'utilisation : plus spécifiquement, la turbulence est plutôt l'apanage de Flow). APEX Turbulence et GameWorks Flow/FlameWorks effectuent une simulation sur un découpage en grille de la zone à gérer. Au contraire, FleX est basé sur le principe de particules et de contraintes : toute simulation physique peut être réalisée à l'aide de particules pour représenter les objets (un volume de liquide, une chaise, un drapeau, etc.) et des contraintes pour imposer leur comportement (une distance fixe entre les points d'une chaise pour s'assurer qu'elle soit simulée comme un corps rigide, des déformations plausibles pour un canard en plastique, des mouvements réalistes pour des débris, etc.). Ce principe unificateur simplifie l'implémentation efficace du solveur sur des cartes graphiques, par exemple.

Désormais, la fonctionnalité est intégrée directement dans PhysX, avec deux techniques de simulation assez différentes, mais toutes basées sur la simulation de particules. La première, DEM (discrete element model), se focalise sur les interactions entre particules et est notamment très utilisée par les scientifiques et ingénieurs pour des mélanges de fluides et de particules solides, mais cherche véritablement à modéliser une série de particules (avec les lois de Newton, notamment). Au contraire, SPH (smoothed particle hydrodynamics) est une méthode qui n'utilise des particules que comme un mal nécessaire pour effectuer la simulation : l'objectif est de reconstruire une solution continue, entre les particules, en exploitant les équations traditionnelles de la mécanique des fluides (Navier-Stokes). En particulier pour PhysX, la méthode DEM sert à fournir des informations de friction et d'adhésion, tandis que la SPH est plutôt utilisée pour des écoulements très turbulents. Il reste à voir jusqu'où les développeurs voudront aller avec ce module : les fonctionnalités de WaveWorks seront-elles reprises pour la simulation de vagues ?

De manière similaire, les tissus sont désormais inclus de base dans PhysX, au lieu d'utiliser APEX Clothing ou nvCloth. Ces deux solveurs utilisaient déjà la notion de particules pour la simulation, mais PhysX 5 pousse le bouchon un peu plus loin, en s'inspirant de FleX (déjà présenté plus haut). Ainsi, PhysX 5 peut simuler n'importe quelle surface comme une série de particules contraintes, en tant que tissu ou que corde. Ce système est rapidement extensible, PhysX 5 devant inclure ces extensions :

  • la simulation de formes gonflables, avec des contraintes de préservation de volume et une pression à l'intérieur de la forme ;
  • la simulation d'effets aérodynamiques comme la portance ou la traînée ;
  • la simulation de systèmes masse-ressort ;
  • la simulation de corps rigides, avec des contraintes de correspondance de forme ;
  • la simulation des déformations plastiques (c'est-à-dire irréversibles) de structures à l'origine rigides.



Source : NVIDIA.

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