Визуальный праздник

Mar 25, 2024

Ученые-компьютерщики привносят новые захватывающие методы на SIGGRAPH 2023

Институт науки и технологий Австрии

изображение: 3D световые скульптуры. Предварительный просмотр цветных татуировок. Волны цунами на пляже. Материалы Института науки и технологий Австрии (ISTA) на конференции SIGGRAPH 2023 года.посмотреть больше

Фото: © ISTA (PCBend/М.Пиоварчи/К.Войтан)

3D световые скульптуры. Волны цунами на пляже. Предварительный просмотр цветных татуировок. Вклады групп Бикеля и Войтана из Австрийского института науки и технологий (ISTA) на конференцию SIGGRAPH 2023 года посвящены впечатляющему разнообразию классических и новых вопросов. В то время как их интересы варьируются от компьютерной графики до методов изготовления, ученые-компьютерщики едины в поиске экономически эффективных, инновационных решений и расширении возможностей пользователей. SIGGRAPH — это ведущая всемирная ежегодная конференция по компьютерной графике и интерактивным технологиям, объединяющая последние разработки в этой области. В этом году вновь широкое участие приняли ученые Австрийского института науки и технологий (ISTA).

PCBend: новый доступный конвейер для световых 3D-скульптур В наши дни важность света как элемента дизайна, искусства и архитектуры неоспорима. Однако проектирование и производство освещенных 3D-объектов было непомерно дорогим и утомительным для обычного пользователя. Эта проблема привлекла внимание Манаса Бхаргавы, аспиранта группы Бикеля в ISTA, который приступил к разработке простого в использовании и доступного конвейера для создания и изготовления таких структур. Теперь Бхаргава и его коллеги из ISTA, а также из Университета Лотарингии (Франция) представили PCBend — систему, которая обеспечивает именно это.

Плоские (2D) платы светодиодов недороги и легко изготавливаются, в отличие от изогнутых (3D) схем. Чтобы снизить затраты и использовать существующие производственные цепочки, команда сначала нашла метод «сглаживания» конструкции целевого объекта. «Развертывание трехмерного объекта, состоящего из треугольников, — это классическая задача, решения которой вдохновлены оригами», — объясняет Бхаргава. «Но нам также пришлось учитывать физические ограничения, налагаемые схемными соединениями между двумя треугольниками — в отличие от сложенной бумаги они могут порваться». Используя методы обработки дерева, команда создала специальные шарниры, которые позволяли печатной плате сгибаться, не разрывая цепи. Программа команды дополнительно решила проблему компоновки схемы, соединив все светодиоды по одному пути.

После настройки сетки 2D-проектирования она изготавливается, а пользователь снова собирает и программирует световые узоры. «Наш конвейер прост в использовании, поэтому другие могут легко опробовать свои собственные идеи», — продолжает Бхаргава. «Не могу дождаться, чтобы увидеть, что они делают!» Возможные применения могут быть в искусстве, театре и шоу-элементах концертов.

Посмотрите соответствующее видео на YouTube.

Новый метод моделирования волн преодолевает глубокие и мелкие воды Следующий проект погружается в ранее недосягаемые глубины. Уравнения, описывающие движение жидкости, известны с 1800-х годов. Однако, несмотря на математическую красоту, эти уравнения слишком сложны в вычислительном отношении, чтобы их можно было использовать при моделировании волн на воде. Поэтому в прошлом ученые и графические дизайнеры обращались к теории Эйри, которая идеально описывает волновые структуры на глубокой воде, или к уравнениям мелкой воды, которые могут справиться с чем угодно вблизи берега. Каждый из них преуспевает в своей области, но терпит неудачу в другой. Раньше экспертам по графике приходилось выбирать один тип уравнения и использовать дополнительные эффекты, чтобы скрыть любые явные визуальные ошибки. Теперь профессор Крис Войтан вместе с давним сотрудником и выпускником ISTA Стефаном Йешке разработали первый практический метод, способный моделировать эффекты как глубокой, так и мелкой воды, а также взаимодействие между глубокой и мелкой водой. По сути, они объединяют две модели, используя преимущества каждой из них и сводя к минимуму их недостатки.