3D тварин для мирян

Програмне забезпечення перетворює знятих тварин в анімовані 3D-символи

З запущених гепардів на наступному кроці буде створена анімація. © Тобіас Рітчел
читати вголос

Будь Кінг Конг для фабрики мрій Голлівуду чи мавп у комп'ютерній грі. Дослідники розробили нове програмне забезпечення, яке дозволяє мирянам створювати 3D-символи протягом декількох хвилин. Наприклад, оживають ескізи тварин. Дотепер експертам можна було створювати лише 3D-анімації.

Хто хотів відновити тварин тривимірними, а потім реалістичними живими, довелося докласти чималих зусиль. Як правило, анімацію створювали експерти, які працюють із спеціальними комп’ютерними програмами, і на створення анімації зазвичай потрібно кілька днів.

Палична фігура стає 3D-істотою

З новим програмним забезпеченням, розробленим Бернхардом Рейнерттом з Інституту комп’ютерних наук Макса Планка та його колегами, анімація зараз працює швидше та простіше. Зараз користувачеві потрібне лише відео потрібної тварини чи іншої фігури. Кілька секунд відеопослідовності достатньо для програмного забезпечення для обчислення цифрового зображення від зображеної тварини.

Гепард проходить повним спринтом через трав’яну савану. Послідовність відео, яка його показує, займає всього кілька секунд і слугує шаблоном для анімації. Дослідники розробили користувальницький інтерфейс, що нагадує просту програму фарби. Наприклад, хвіст гепарда можна просто пофарбувати помаранчевими лініями, тоді як хребет, голова, передні та задні ноги позначені іншими кольоровими лініями.

Від лінії до сітки моделі

Програмне забезпечення передає ці маркери на всі кадри відеопослідовності так, що лінії завжди знаходяться на кінцівках, навіть якщо їх положення змінюється на наступних кадрах. Чи правильно програма виявляє кінцівки, користувач перевіряє, контролюючи п'ять окремих зображень, і коригує, якщо потрібно, вручну. дисплей

Як перетворити відеокліп у 3D-анімацію © Тобіас Рітчел

"Усі попередні спроби автоматизувати розпізнавання кінцівок тут не вдалися. Тому ми розробили новий метод обчислення, заснований на спеціальних випадкових процесах, так званих ланцюгах Маркова », - пояснює Рейнерт. Після того, як користувач підтвердить, що програмне забезпечення правильно розпізнало кінцівки гепарда на важливих п'яти кадрах, воно автоматично створює тривимірну цифрову модель сітки тварини.

Від циліндра до тварини

Програмне забезпечення відокремлює двомірне зображення гепарда від переднього плану та фону та замінює намальовані кінцівки змінними циліндрами. Вони різняться за висотою та діаметром і змінюються до тих пір, поки не підходять під кожен кадр. "Процедура схожа на завдання формування тварини з повітряної кулі, але набагато точніша, що стосується окремих сегментів", - пояснює Рейнерт.

На завершальному кроці хутро гепарду копіюється із зображення, на якому було позначено весь скелет кінцівок, а потім малюється як так звана фактура на 3D-решітковій моделі. Тривимірна модель гепарду готова.

Гепард простежується тире, щоб програмне забезпечення могло створити анімацію. Тобіас Рітчел

Від анімації до скульптури

"Таким чином ви отримуєте хорошу 3D-модель за кілька хвилин, за допомогою якої ви можете продовжувати працювати або вдосконалювати її, якщо вам це потрібно ще в більш високій якості", - пояснюють Тобрт Тобіас Рітчел з Університетського коледжу Лондона. Однак сира 3D-модель вже настільки хороша, що її можна негайно переслати на 3D-принтер для друку відповідної скульптури на основі цифрової моделі.

Дослідники протестували своє програмне забезпечення на різних відеокліпах для тварин, знайдених на відео платформі YouTube, створивши цілий зоопарк з 3D-моделей. Короткі відео ідеально підходять, оскільки тут часто тільки тварина рухається і не розгойдує камеру дико вперед-назад, що спричиняє проблеми з програмним забезпеченням.

3D-моделі тварин можуть відображатися в різних позах і з різними шкурами або волосками, а також клонуватись, наприклад, щоб створити цілу пачку з подання гепарду. Поки це було можливо лише при великій кількості ручної роботи.

(Університет Саар, 01.09.2016 - HDI)