Комп'ютерна графіка для муляжів

Розумні програмні програми надають комп'ютерним анімованим 3D-фільмам справжній "дотик"

Торстен Тормален, інформатик з Інституту комп’ютерних наук Макса Планка та кластеру досконалості в університеті Саарланда, розробив програмне забезпечення, яке може бути використане в найкоротші терміни для включення тривимірних зображень реальних об'єктів у віртуальні фільмові сцени. © Мануела Мейєр / Університет Саарланда
читати вголос

Поки в комп'ютерних мультиплікаційних фільмах було завданням створити реалістичні роздуми про об'єкти. Особливо післяобробка була трудомісткою. З новим програмним забезпеченням, яке зараз розробили дослідники Макса Планка, це дуже просто. З тих же лабораторій надходить програма, яка може бути використана для миттєвого вставлення тривимірних зображень реальних об'єктів у віртуальних сценах кіно.

Коли блискуче блимає автомобіль, що проїжджає по комерційному колу, ковзає по вуличних каньонах або заблискує білим пустельним піском, сьогодні це рідко транспортний засіб зі сталі, а в основному штучне зображення з комп'ютера. Оскільки той, хто хоче поставити свою останню модель транспортного засобу в центр уваги, не залишає нічого випадковому: ні камера, ні кінокамера не можуть представляти автомобіль, ідеалізований як комп'ютер, світло так красиво протікає на фарбу.

Хоча комп’ютерна анімація у фільмі давно стала стандартною, вона все ще досягає своїх меж - наприклад, коли йдеться про створення ідеальних роздумів про фарбу. Торстен Тормален, інформатик з Інституту комп’ютерних наук Макса Планка в Саарбрюккен, є фахівцем з таких прикордонних випадків і розробив методи, які роблять обманливо реальну комп'ютерну графіку набагато простішою та швидшою, ніж раніше.

Світлові рефлекси для віртуальних об’єктів

Одним із методів є так зване «Інтерактивне редагування відбитків», метод, за допомогою якого можна швидко змінювати світловідбиття на поверхні віртуальних об’єктів. Поки що це дуже хитро: Віртуальний об’єкт у комп’ютері виглядає переконливо, лише якщо відображений на його поверхневому сонці та навколишньому середовищі. Тому графіки докладають багато зусиль, щоб запрограмувати реалістичні відображення у фарбі автомобіля, вікон чи фар. Це стає проблематичним, якщо роздуми повинні бути перероблені наприкінці. Тоді графіку доводиться поступово видаляти світлі відбиття з графіки та перемальовувати їх - трудомістка робота.

Інтерактивне редагування рефлексій, розроблене Тормаленом разом з колегами Тобіасом Рітчелем та Макото Окабе, автоматизує цю роботу. Все, що вам потрібно зробити, - це натиснути на світловідбиття у графіці та переміщати, розтягувати або розтягувати за допомогою комп'ютерної миші, поки рефлекс не сидить у потрібному положенні. Навіть тривожні точки світла можна натиснути на віртуальну фарбу. Те, що звучить так просто, є результатом потужного математичного процесу, говорить Тормален. "Під час переміщення стару та нову позицію багатьох сотень пікселів потрібно обчислювати в частках секунд одночасно". Прихильність полягала в розробці правила обчислення, яке справляється з обсягом даних, але обчислювальною ємністю комп'ютера не переповнюється, щоб зображення не збивалося під час редагування. дисплей

Новий процес швидший і дешевший

Але Thorm hlen також розібрався з ще одним вимогливим проектом: перенесенням реального об’єкта на комп’ютерну анімацію. Кожен, хто хоче сьогодні перенести зображення справжнього автомобіля в комп’ютер, вдасться до надзвичайно дорогого лазерного сканера, який генерує цифрову копію реального об’єкта. Такі сканери можуть дозволити собі лише кілька виробників фільмів.

Тому Thorm hlen розробив більш швидкий і дешевший процес. Все, що йому потрібно, - це стандартна відеокамера. Достатньо, наприклад, пройтися навколо об’єкта, справжнього автомобіля, і подати цю 360-градусну послідовність відео в комп'ютер. Програмне забезпечення, розроблене Thorm len, витягує 3D-інформацію про об'єкт із рухомого зображення та перетворює його в тривимірний об’єкт, який потім може бути включений у будь-яку сцену фільму. "В майбутньому любителі комп'ютерних ігор зможуть зняти власний автомобіль, вбудувати його у свою улюблену комп’ютерну гру та покататися з нею".

3D аналіз сцени

Торм хлен називає свій метод вилучення відео методом 3D-аналізу сцени. Трюк полягає у визначенні вражаючих опорних точок на рухомій сцені та обчисленні їх положення. Потім це може бути використане для визначення положення та форми фактичного об'єкта, наприклад, автомобіля. Це звучить складніше, але набагато простіше, ніж у старих методах, де раніше орієнтаційні точки, маркери, на машині та в клеїть фон для розрахунку положення і форми автомобіля. "Наш метод визначає власні орієнтири у відео та тому його набагато простіше у використанні."

Багато можливих застосувань

Thorm hlen впевнений, що комп'ютерні ігри - лише одне з багатьох можливих застосувань його методів аналізу 3D-сцени. Також можливо візуалізувати положення відео ендоскопічних медичних пристроїв в хірургічній справі на щітці на відеозображенні, що може допомогти лікарю зорієнтуватися в тілі пацієнта. Наприклад, у спортивних тренуваннях ви можете використовувати відео обертового метателя дискусів для обчислення віртуальної 3D форми для вивчення та вдосконалення процесу руху.

(idw - Товариство Макса Планка, 26.02.2010 - DLO)