Background: The video game industry has yet to achieve a physically-based real-time avalanche simulation because of the sheer complexity of modeling the behavior of snow avalanches. An avalanche is made out of snow, meaning it would require a snow simulation which itself already shows to be complex. However, a real-time snow simulation has shown up recently, making this thesis worth investigating.

Objectives: The proposed method will take advantage of a real-time snow simulation framework to animate slab and powder-snow avalanches. The powder-snow avalanche is divided into two types: a loose-snow avalanche and a powder-cloud avalanche. Animating the avalanches will require tuning the parameters to get the different types and calculate the release area on a terrain. Lastly, a survey is sent out to verify the viability for use in games of the avalanches. The performance will be measured and analyzed along with the gathered data from the survey.

Methods: Two particle systems were used to animate the avalanches. The Discrete Element Method was used to animate the slab and loose-snow avalanches, whereas the powder-cloud avalanche utilized the Smoothed Particle Hydrodynamics method. A procedural Voronoi pattern was used for generating the slabs and hypertexture to render the powder-cloud. In contrast, a fluid renderer was used to render the snow.

Results: Measurement of the proposed avalanche animations was conducted and analyzed. The proposed slab and loose-snow avalanches reached real-time performance depending on the number of particles and the shading when rendering the scenes. However, the powder-snow avalanche did not fulfill the real-time performance criteria. Furthermore, the survey was used to verify if the proposed avalanche animations were viable for games. Both the slab and loose-snow avalanches were seen as viable for use in games, while the powder-snow avalanche was not seen as viable for games.

Conclusions: The proposed slab and loose-snow avalanche animations ran in real-time with a dynamic particle count of 300k or lower, without shaded rendering, or 75K or lower with shaded rendering. Both avalanches were seen as viable for use in video games. Furthermore, the powder-snow avalanche could not reach a real-time performance of over 30 frames per second and was not seen as viable for use in video games. Further research is needed for the powder-snow avalanche.

Bakgrund: Dataspelsbranschen har ännu inte uppnått en fysikbaserad lavinanimation i realtid på grund av dess komplexitet att modellera lavinbeteende. En lavin består utav snö, som i sig själv visas redan vara komplext att simulera. Dock, en realtidssnösimulering har dykt upp nyligen, som gör detta arbetet värt att undersöka.

Syfte: Den föreslagna metoden kommer att utnyttja ett realtidssnösimuleringsramverk för att animera flaklaviner och snödammslaviner. Snödammslaviner delas in i två typer: en lössnö-del som är kärnan och en snödamms-del som är snön som virvlas upp i luften. För att animera lavinerna kommer parametrarna justeras för att få fram de olika typerna och beräkna utlösningsområdet på terrängen. Slutligen skickas en enkät ut för att verifiera om de föreslagna lavinerna kan användas inom spel. Prestandan kommer att mätas och analyseras tillsammans med den samlade datan från undersökningen.

Metod: Två partikelsystem användes för att animera lavinerna. Diskreta elementmetoden användes för att animera flaklavinen och lössnölavinen, medan snödammslavinen animerades med SPH-metoden. Ett procedurellt Voronoi-mönster användes för att generera bitarna i snöflaket och hypertexturer för att rendera snödammslavinen. Däremot användes en rendering för vätskor för att rendera snön.

Resultat: Mätning av de föreslagna lavinanimationerna genomfördes och analyserades. De föreslagna flaklavinen och lössnölavinen nådde realtidsprestanda, med rendering. Där prestandan berodde på antalet partiklar och rendering. Snödammslavinen uppfyllde dock inte kriterierna för realtidsprestanda. Dessutom användes en enkät för att kontrollera om de föreslagna lavinanimationerna kunde användas för dataspel. Både flaklavinen och lössnölavinen sågs passande för användning i dataspel, däremot sågs snödammslavinen inte vara användbar i dataspel.

Slutsatser: De föreslagna animationerna av flaklavinen och lössnölavinen exekverades i realtid med ett dynamiskt partikelantal på 300 tusen eller lägre, utan rendering, eller 75 tusen eller lägre med rendering. Båda lavinerna ansågs passande för användning i dataspel. Snödammslavinen kunde dock inte nå en realtidsprestanda på över 30 bilder per sekund och då ansågs inte vara lämplig för användning inom dataspel. Det behövs ytterligare forskning på att animera snödammslavinen för använding inom dataspel.