Pourquoi CCD et Broadphase sont Game-Changers pour INTERACT

Nouvelles fonctionnalités de simulation physique : comment la Détection de Collision Continue et le Broadphase améliorent votre expérience

Grâce à notre partenaire de recherche, le CEA, nous avons intégré deux avancées majeures dans le moteur physique XDE, utilisé dans nos logiciels INTERACT et XR TWIN. Ces nouvelles fonctionnalités s’appellent Détection de Collision Continue (CCD) et Broadphase (détection de collision à grande échelle). Elles rendent les simulations plus réalistes, intuitives et performantes, transformant votre façon d’interagir avec les objets sur notre plateforme.

Si des termes comme « moteur physique » ou « détection de collision » vous semblent techniques, pas d’inquiétude, cet article est conçu pour être accessible à tous, nul besoin de diplôme en sciences ! Nous allons expliquer ce que sont ces fonctionnalités, pourquoi elles sont importantes et comment elles vont rendre votre expérience plus fluide et immersive.

À la fin, vous comprendrez comment ces améliorations éliminent des frustrations courantes, comme des objets qui traversent les autres ou le besoin de régler des paramètres complexes, pour offrir une simulation réaliste et sans accroc. Plongeons dedans !

Qu’est-ce qu’un moteur physique et pourquoi est-ce important dans INTERACT ?

Commençons par la base : un moteur physique est comme un marionnettiste invisible qui contrôle comment les objets bougent, entrent en collision et interagissent dans le monde virtuel. Depuis toujours, les logiciels de LS GROUP ont un objectif : rendre les simulations industrielles réalistes, que vous conceviez un équipement complexe, validiez un poste de travail ergonomique ou testiez des scénarios de maintenance en réalité virtuelle.

Cependant, simuler la physique en temps réel est un vrai défi. Les ordinateurs traitent le monde en très petits pas de temps (imaginez-les comme des instantanés), et les objets rapides ou les scènes complexes peuvent parfois générer des bugs, comme des objets qui traversent les murs (on appelle ça le « tunneling ») ou des performances ralenties. C’est là que nos nouvelles fonctionnalités, CCD et Broadphase, interviennent pour résoudre ces problèmes et rendre votre simulation plus réaliste et réactive.

Partie 1 : Le problème, pourquoi la physique échoue parfois en simulation

Imaginez que vous simulez un assemblage de machine où des pièces doivent entrer en collision et s’emboîter.

Si ces pièces bougent rapidement, disons dans un mouvement d’assemblage rapide, et que votre moteur physique vérifie les collisions seulement à chaque image, elles peuvent tout simplement « sauter » la collision entre deux images. C’est le « tunneling » : des objets rapides traversent d’autres objets car la collision n’a pas été détectée à temps, frustrant, car cela casse le réalisme.

Que font généralement les utilisateurs pour éviter ça ?

🔹 Réduire le pas de temps (ralentir la physique)

🔹 Augmenter artificiellement la taille des objets

🔹 Ajuster sans fin des paramètres comme le nombre d’itérations du solveur

Résultat ? Vous perdez beaucoup de temps à régler la physique juste pour que les interactions de base fonctionnent correctement.

Partie 2 : Détection de Collision Continue (CCD), fini le tunneling

C’est ici qu’intervient la Détection de Collision Continue (CCD).

Au lieu de vérifier les collisions une fois par image physique, le CCD prédit où les objets vont se déplacer entre deux images et vérifie les collisions potentielles tout le long de leur trajectoire.

Imaginez que l’on dessine une trajectoire imaginaire pour un objet rapide et qu’on se demande :

« Y a-t-il quelque chose que cet objet pourrait heurter en chemin ? »

Si oui, le moteur physique détecte la collision en avance et empêche l’objet de traverser. Par exemple, une balle qui frappe un mur : le CCD intercepte la collision même si l’objet va trop vite pour un pas de temps standard.

https://jlstendebach.com/pages/continuous-collision/index.html

Pourquoi le CCD est utile dans INTERACT ou XR TWIN

• Les pièces rapides restent réalistes: Les pièces mobiles, outils ou robots ne traversent plus d’autres éléments de façon irréaliste.

• Moins besoin de réglages fastidieux: Vous n’avez plus besoin de ralentir manuellement votre simulation ou de jouer avec les marges de collision pour éviter le tunneling.

• Formation et validation améliorées: Lors des formations à l’assemblage, à la maintenance ou à la manipulation en VR, ce que vous voyez correspond à la réalité, même lors de mouvements rapides de la main ou d’un outil.

L'avantage ? Des simulations plus rapides, plus fiables, et moins de réglages manuels.

Partie 3 : Broadphase, une détection de collision plus intelligente pour de meilleures performances

Imaginez maintenant que vous ayez une scène d’usine dans INTERACT avec des centaines de pièces 3D :Tables, outils, machines, câbles, vis… tout y est.

Si le moteur physique devait vérifier chaque objet avec tous les autres, le nombre de vérifications serait énorme (et votre PC surchaufferait).C’est là que le Broadphase est utile.

Au lieu de tout tester naïvement avec tout, le Broadphase agit comme un contrôleur de trafic intelligent :

🔹 Il écarte rapidement les objets éloignés les uns des autres

🔹 Il ne fait des vérifications détaillées que pour les objets réellement proches

Pour cela, il utilise des structures de partitionnement spatial (comme des boîtes englobantes ou des grilles). Vous ne voyez pas ces structures, mais en coulisses, elles organisent votre scène beaucoup plus efficacement.

https://developer.nvidia.cn/gpugems/gpugems3/part-v-physics-simulation/chapter-32-broad-phase-collision-detection-cuda

Pourquoi le Broadphase est utile dans INTERACT ou XR TWIN

• Meilleures performances dans les grandes scènes et stabilité accrue: Si vous travaillez avec un modèle CAO complexe et plusieurs corps rigides, la physique reste rapide et fluide car le nombre de vérifications est réduit. Même quand les scènes deviennent plus grandes, la performance ne chute pas brutalement, les collisions sont détectées avec précision, sans latence.

• Plus besoin d’optimiser manuellement: Avant, vous deviez ajuster des paramètres comme les couches de collision ou les distances de simulation pour améliorer les performances, ce qui pouvait être complexe. Avec Broadphase, cette optimisation est automatisée : vous obtenez de bonnes performances immédiatement.

L'avantage ? Vous pouvez simuler des environnements industriels complexes plus facilement et plus rapidement.

Comment CCD et Broadphase fonctionnent ensemble

CCD et Broadphase forment un duo dynamique, répondant à des défis différents mais complémentaires dans les logiciels de LS GROUP.

• CCD garantit que les objets rapides entrent en collision correctement, empêchant le tunneling et renforçant le réalisme.

• Broadphase optimise le processus de détection des collisions, le rendant rapide et efficace, même dans des scènes très denses.

  
  

Cet équilibre entre précision et performance est exactement ce que les utilisateurs industriels de la VR attendaient, et c’est désormais intégré directement dans INTERACT.

L’intégration du CCD et du Broadphase n’est qu’un début. Chez LS GROUP, notre objectif est simple : supprimer les barrières entre vous et votre simulation. Vous pouvez maintenant vous concentrer sur la création, la formation et la validation, sans perdre du temps à régler des paramètres ou à lutter contre des comportements irréalistes.

Nous serions ravis d’avoir votre retour ! Comment le CCD et le Broadphase impactent-ils vos projets ? Y a-t-il des scénarios où ces fonctionnalités brillent particulièrement ou des axes d’amélioration que vous souhaiteriez ? Partagez vos idées sur les forums de la communauté INTERACT et continuons à repousser les limites du possible !