Simular cualquier superficie o estructura 3D, desde las hojas y prendas de vestir de los árboles hasta las páginas de un libro, es una tarea computacionalmente desafiante que requiere mucho tiempo. Si bien hay varias herramientas geométricas disponibles para imitar el modelado de formas de estas superficies, un nuevo métodotambién permite calcular y habilitar la física movimiento y distorsión de la superficie y lo hace de forma intuitiva y con resultados realistas.
Investigadores de Inria, el Instituto Nacional de Ciencias de la Computación y Matemáticas Aplicadas de Francia, han desarrollado un algoritmo novedoso que calcula la forma de la superficie en reposo, es decir, sin ninguna fuerza externa, y cuando esta forma se deforma bajo la gravedad, contactey fricción, coincide exactamente con la forma que el usuario ha diseñado.
"Imagine que desea crear una prenda elegante en un personaje 3D. Con nuestro método, puede diseñar libremente esta prenda directamente en 3D, alrededor del personaje. No tiene que preocuparse por la física, sino solo por la forma,incluidos los pliegues y arrugas, que le gustaría ver en la etapa final ", explica Florence Bertails-Descoubes, supervisora científica del trabajo e investigadora de INRIA." Una vez que haya completado el modelado, nuestro algoritmo convierte automáticamente la geometríatela en una física "
Los usuarios dibujan o diseñan cualquier superficie 3D utilizando sus herramientas geométricas preferidas y luego pueden recurrir al nuevo método computacional para convertir la superficie en un objeto físico, y uno que puede o no hacer contacto con otras superficies. Bertails-Descoubes colaboró enel trabajo con sus estudiantes de doctorado Mickaël Ly y Romain Casati y sus colegas de Inria Melina Skouras y Laurence Boissieux, y el equipo se presentará en SIGGRAPH Asia 2018 en Tokio del 4 de diciembre al 7 de diciembre. La conferencia anual presenta a los miembros técnicos y creativos más respetados en elcampo de gráficos por computadora y técnicas interactivas, y muestra investigación de vanguardia en ciencia, arte, juegos y animación, entre otros sectores.
Existen muchas herramientas geométricas para realizar un modelado preciso de formas con flexibilidad dada al usuario. Dado el ejemplo de modelar ropa alrededor de un personaje 3D, el método de los investigadores proporciona una manera más simple para que la ropa imite el movimiento del personaje animado, automáticamenteComputación para la gravedad y el contacto de fricción con un cuerpo externo.
"Por ejemplo, si un usuario dibuja una falda 3D en un personaje animado, nuestro método reducirá automáticamente la forma del resto y la apretará en la cintura, para compensar la gravedad que 'quiere' tirar del elemento hacia abajo", señala Bertails- Descripciones. El método del equipo también permite a los usuarios cambiar las propiedades físicas de la prenda diseñada, es decir, hacerla de lino en lugar de algodón. A su vez, la tela se comportará de manera diferente, luciendo más suave, por ejemplo, para algodón liviano y aparecerátener menos fricción con el cuerpo
Los científicos señalan que "la mayor dificultad en este tipo de problema inverso se debe al hecho de que es altamente no lineal. Esta complejidad se ve particularmente exacerbada por la presencia de contacto y fricción seca, que nunca se explicó explícitamente en estudios anteriores.Por lo tanto, es un desafío diseñar un algoritmo robusto capaz de encontrar una forma de descanso válida para una gran variedad de escenarios diferentes ".
Los investigadores proporcionaron varios ejemplos en el documento, mostrando el rendimiento de su algoritmo en diseños animados en 3D. Incluido en el documento hay dos ejemplos de sombreros, señalados como 'disquete' y 'boina', que se presentan en una cabeza humana a través decontacto y fricción. Sin el método de inversión de los investigadores, el disquete se hunde, perdiendo por completo su estilo original y cubriendo en parte la cara del personaje animado. En contraste, después de ejecutar el nuevo algoritmo, el sombrero conserva su estilo original y se voltea de manera realista.fracasa con el movimiento del personaje. El ejemplo de boina produjo resultados realistas similares después de aplicar el método del equipo: la boina permaneció correctamente inflada y planteada en la cabeza. Cuando se aplica "viento" al diseño, la boina se desliza con el movimiento perono se cae completamente de la cabeza, ejemplificando la capacidad del algoritmo para simular de manera realista la física involucrada.
En el trabajo futuro, el equipo se centrará en hacer que su algoritmo funcione más rápido y se adapte a la creación de patrones de prendas reales.
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Materiales proporcionados por Asociación de Maquinaria de Computación . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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