3DMon

Une autre petite appli sympa de physique en temps réel : Phun.

On peut la télécharger ici, et partager des fichiers d’exemple ici. Il y a même une combine pour faire des engrenages. Vais essayer de faire un échappement d’horlogerie (le test qui tue…)

Tombé par hasard sur VMD - Visual Molecular Dynamics, un logiciel scientifique Open Source disponible sur Windows, Linux et MacOS-X. Il permet de visualiser en 3D temps réel des molécules complexes et se combine avec de nombreux plugins et autres logiciels pour réaliser des rendus assez spectaculaires :

La modélisation des molécules demande énormément de puissance de calcul car il faut simuler les attractions/répulsions électrostatiques entre de très nombreux atomes pour trouver les positions de chacun. L’équipe de développement de VMD a beaucoup utilisé les GPU pour accélérer ces simulations, et CUDA en particulier (seulement sur Linux pour l’instant).

L’article “GPGPUs: Neat Idea or Disruptive Technology?” sur ce sujet est très intéressant : l’auteur montre que les GPU peuvent apporter un gain d’un facteur 10 en puissance de calcul, mais que ce n’est pas suffisant pour changer radicalement la face de l’informatique.

VMD supporte une ribambelle de formats de fichier de représentation des molécules dont certains, comme PDB, sont des fichiers textes, donc potentiellement importables dans d’autres logiciels …

Dans “The Software That Will Take Digital F/X to the Next Level of Awesome” Michael Behar de Wired dresse le portrait de Jos Stam, chercheur formé à l’Université de Genève et développeur de modules de physique Maya chez Alias/Autodesk.

Son module nCloth est le premier basé sur le framework Nucleus et permet de calculer les mouvements réalistes de textiles dans Maya 8.5 comme dans ce joli exemple:

Comme Ron Fedkiv dont j’ai parlé ici, Jos s’intéresse aussi à la simulation de fluides et parvient à des résultats très encourageants:

Malheureusement, Jos ne maintient pas trop sa page perso, ce qui fait qu’on trouve beaucoup moins de matériel sur son travail que sur celui de Ron Fedkiv.

Sa page sur les caustiques est par contre bien détaillée et très utile à ceux qui veulent simuler une surface d’eau vite fait bien fait car elle offre 8 ensembles de 32 textures périodiques 512×512 permettant de réaliser des caustiques animées comme ci-contre

A part ça, je me retrouve bien dans cette phrase de Jos Stam: “I started coding just for the beauty of it.”

Ron Fedkiw est chercheur et professeur à Stanford et sa page regorge de vidéos extraordinaires sur ses sujets de recherche en simulation physique et 3D, qui donnent une petite idée de ce qui sera possible de faire en temps réel dans quelques années (ou mois).

Une de ses spécialités est l’interaction de solides, de fluides et de gaz, comme par exemple dans sa “réaction chimique” :

Il y a également plusieurs exemples spectaculaires de mécanique des fluides, comme le phare :

Une impressionnante liste de publications au format .pdf ou .ps est disponible au bas de la page pour tous les détails mathématiques …

Noël approche, et les jeux qui:

1. ne sont pas trop idiots
2. ne demandent pas des PC flambant neufs avec cartes graphiques d’enfer

ne seront pas légion. J’en ai déjà trouvé un : Portal

Portal est un jeu de plates-formes en 3D, ou plutôt un jeu de casse-tête en 4 dimensions basé sur une idée toute bête : à l’aide d’un engin futuriste, on peut percer des trous dans l’hyper-espace, en créant un portail entre deux lieux distincts du décor.

Ca permet évidemment de passer certains obstacles directement, mais aussi de faire plein de choses amusantes permettant de passer chacun des 19 tableaux.

Le moyen le plus simple, le plus rapide et le (presque) moins cher de vous le procurer est d’utiliser la plateforme Steam.

Powder Game est un petit “jeu” en ligne un peu dans la ligne de Line Rider : il n’y a pas vraiment de but mais on s’amuse beaucoup et on peut imaginer faire quelque chose de joli.

Dans Powder Game, on dispose du sable, de l’eau, de la poudre explosive, du feu et d’autres ingrédients sur le plan de jeu, et tout interagit selon les lois de la physique en général et de la mécanique des fluides en particulier.

On ne trouve pas encore beaucoup de démonstrations spectaculaires, ça viendra, mais en voici une pour vous faire une idée :

Source : article sur Fun-Motion (en anglais)

La mécanique des fluides est l’un des domaines de la physique classique les plus difficiles, et des plus utiles.

Utile parce que l’écoulement d’un fluide intervient dans de très nombreuses applications de l’ingénierie, par exemple:

• pour créer la force de portance qui soulève les avions et certains bateaux
• dans le refroidissement des circuits électroniques avec des ventilateurs et des radiateurs
• dans les prévisions météo
• dans les problèmes de tuyauterie, etc etc.

Difficile parce que les équations de Navier-Stokes qui permettent de calculer le mouvement des fluides sont relativement simples à écrire, mais qu’on ne savait pas les résoudre sans faire faire énormément de calculs à de gros ordinateurs jusqu’à il y peu. Ce qu’il y a de nouveau récemment, c’est que:

1. La puissance des PC actuels permet désormais de simuler des fluides en temps réel en 2 dimensions.
   Après l’excellent petit jeu “The Odyssey : Winds of Athena” qui m’avait déjà étonné, Liquid Studios présente sa technologie “Splash” par une vidéo spectaculaire, surtout après la 1ère minute:
   
   voir aussi cette les vidéos sur cette page
2. Keenan Crane a écrit un solveur des équations Navier-Stokes 3D tournant entièrement sur le GPU (voir “GPUs et physique“), permettant de réaliser des animations réalistes, basées sur la physique, d’eau et de fumée en temps réel !
   

   
   cliquer sur l’image pour une vidéo (8.7 Mb )

3. Penny Smith, une mathématicienne géniale pourrait bien avoir gagné 1 million de dollars en ayant résolu l’un des “problèmes du millénaire” : trouver une solution aux équations de Navier-Stokes ! Si quelqu’un parvient à corriger ou contourner des erreurs trouvées dans des résultats précédents sur lesquelles elle s’est basée, on pourrait bientôt voir apparaitre de nouvelles méthodes de calcul beaucoup plus rapides. Voir:
   • Navier-Stokes: Another Historic Problem Solved!? sur “Good Math, Bad Math”
   • Smith’s Work on the Navier-Stokes Equation : A Description for Mathematicians, très technique mais qui décrit les difficultés rencontrées lors de la vérification des résultats de Mme Smith.

Le journal “Joystick” de septembre attribue une “Megastar” à un jeu sorti de nulle part : ThreadSpace: Hyperbol, en le gratinant de toutes sortes de commentaires élogieux, à commencer par une palme de l’originalité.

Hyperbol est un jeu de combat en réseau : pilotant un “vaisseau spatial”, sur une carte plane ressemblant plus à un flipper géant qu’à l’espace intersidéral, il s’agit d’atomiser les ennemis passant par là à l’aide de très nombreuses armes offensives et défensives qui font tout l’intérêt du jeu :

• Certains projectiles explosent au premier contact, d’autres seulement quand on leur dit de le faire après des rebonds éventuels.
• Certains tirs peuvent être courbés pour atteindre des cibles qui se croient à l’abri, ou on peut faire partir des missiles dans une direction après les avoir lancés dans une autre
• Les trajectoires peuvent être déviées par des armes défensives comme des répulseurs ou des “trous noirs”, qui permettent même de les renvoyer à l’expéditeur!
• Et il y a encore des douzaines d’armes dont je ne maitrise pas encore les subtilités.

Les lois de la physique sont donc un élément essentiel du jeu et la rapidité de réaction est importante, mais la stratégie est absolument vitale. Celui qui gagne n’est pas celui qui tire le premier, mais celui qui a bien configuré son vaisseau, gardé de l’énergie pour le déplacer et mieux géré la production des munitions et réparé les éléments endommagés.

Comme dans tous les jeux en réseau intelligents, la collaboration et le travail en équipe nécessitent un niveau de jeu que je n’ai pas encore, mais il semblerait que ceci fasse tout l’intérêt d’Hyperbol.

Techniquement, Hyperbol est très beau et ne nécessite pas une machine hyper puissante. Mon seul reproche va à l’interface utilisateur très difficile à utiliser à la souris : il s’avère rapidement indispensable de maitriser parfaitement les touches de raccourci clavier pour survivre.

Hyperbol n’est disponible que via Steam, une plateforme de jeu en ligne qui permet de télécharger, d’acheter et de jouer à des jeux en réseau. On peut bien s’initier à Hyperbol avec la démo et se risquer à des batailles en réseau pendant 4h gratuitement avant de débourser la modique somme de $20 si on est vraiment accro, ce qui risque bien de m’arriver…

Line Rider est-il un jeu ? un machin rigolo destiné à perdre du temps ? un génial petit bout de code ? un outil de création artistique sans limite ?

En tout cas, cette petite simulation de luge glissant sur des lignes dessinées à la souris est devenu un véritable phénomène sur internet et, d’après la Wikipedia, va envahir les consoles de jeu très bientôt.

Pour vous faire une idée, vous pouvez admirer une des nombreuses pistes créées par le désormais célèbre TechDawg :

Ca à l’air simple, mais il faut savoir que le lugeur tombe assez facilement de sa monture en cas de choc, si la piste comporte des angles par exemple. Les courbes de la piste doivent donc être soigneusement étudiées et testées pendant très longtemps avant d’arriver à effectuer chaque saut acrobatique avec une réception réussie.

Les deux sites ci-dessus proposent divers outils pour dessiner de belles pistes plus facilement, vous comprendrez vite comment ça marche. Pour attaquer en français, visitez le site linerider.fr est la référence.

Bonne glisse !