Ученые создали новую 3-D технику

Компьютерщики из Техасского университета в Далласе (UTD) разработали методику для создания 3-D изображений, в которой находит практическое применение теория, созданная известным математиком.

Этот метод использует анизотропные треугольники – треугольники со сторонами, длина которых изменяется в зависимости от их направления, – для создания 3-D «сетки» с более точным приближением компьютерной графики к форме исходного объекта и с меньшей затратой времени для его построения, чем существующие методы. Эти типы изображений используются в кино, видеоиграх и в компьютерном моделировании различных явлений, таких как потоки воды или воздуха, деформация и складки одежды на теле человека или в механических и в других видах инженерных конструкций. Исследователи надеются, что эта техника также приведет к большей точности в моделировании человеческих органов для более эффективного лечения заболеваний, таких как рак.

«Анизотропная треугольная сетка может обеспечить лучшие результаты моделирования для некоторых типов задач, например, в гидродинамике», - сказал д-р Сяоху Го (Xiaohu Guo), адъюнкт-профессор в Школе инженерных и компьютерных наук Эрика Юнссона (Erik Jonsson).

В методе находит практическое применение теорема вложения Нэша, которая была названа в честь математика Джона Форбса Нэша, младшего (John Forbes Nash Jr.), героя голливудского фильма «Игры разума».

«Основополагающая математика, которую мы использовали для решения этой проблемы, является строгой и красивой, - сказал д-р Го. - Нахождение способа использования теории для практических применений окажет большое влияние в этой области».

Компьютерная графика представляет фигуры в виртуальном мире с помощью треугольной сетки. Традиционно считается, что изотропные треугольники, в которых каждая сторона имеет ту же длину независимо от направления, служат лучшим представлением формы. Тем не менее, совокупность таких треугольников может создавать края и границы, которые не присутствуют у исходных объектов. Так как у анизотропных треугольников длины сторон могут быть разными, создание изображений с помощью этой техники позволит более точно представить края или складки объектов.

Д-р Го и его команда нашли, что замена изотропных треугольников на анизотропные приводит к более сглаженному представлению объектов. В зависимости от кривизны объектов метод может генерировать изображения до 125 раз быстрее, чем при общепринятых подходах. Например, с помощью подхода д-ра Го требуется всего 155 с для прорисовки округлого объекта, в то время как при существующих методах на формирование изображения аналогичного качества уходит более чем 19 500 с.

Построенные с помощью анизотропных треугольников объекты будут более точны, что важно для отображения складок и деформации одежды, которые наиболее заметны для человеческого глаза.

Следующим шагом этого исследования будет переход от представления поверхности объемных объектов до представления объема.

Д-р Го и его команда обнаружили, что замена изотропных треугольников (часть 1) на анизотропные (часть 2) приводит к более сглаженному представлению объектов

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365