Новый метод имитации воды, может в реальном времени воспроизводить сложные взаимодействия крошечных деталей воды с окружающей средой на огромных пространствах, - пишет eurekalert.org.
Когда дизайнеры выбирают метод имитации воды и волн, им приходится выбирать между скоростью работы и реалистичностью картинки: даже самые современные методы могут обеспечить либо одно, либо другое. Теперь способ, разработанный исследователями из Института науки и техники Австрии и NVIDIA, преодолевают эти трудности. Он не только воспроизводит реалистичную картинку в режиме реального времени, но и позволяет графическим дизайнерам легко создавать художественные эффекты. Авторы представят свою работу на ежегодной верхней конференции по компьютерной графике SIGGRAPH 2018.
Моделирование волн сейчас, как правило, основано на одном из двух доступных методов. «Метод Фурье» эффективен, но не может моделировать сложные взаимодействия, такие как вода, ударяющая о берег острова, например. Так называемый «числовой» метод может имитировать широкий спектр таких эффектов, но обходится намного дороже. В результате «сцены с деталями на уровне крошечных волн и экологическими взаимодействиями на километровых островах были либо невозможны, либо абсолютно непрактичны, - говорит Крис Войтан, профессор IST Austria. - Наш метод позволяет увеличить масштаб и диапазон в реальном времени».
Достижение этого требовало понимания основных законов физики, а также проявления изобретательности. «Мы закодировали волны с физическими параметрами, отличными от тех, которыми раньше пользовались люди, - объясняет Войтан. - По сути, это дало нам значения, которые менялись очень медленно, что позволило имитировать мелкие детали при очень большом разрешении». Теперь стало возможно воспроизводить эффекты, которые ранее были недостижимыми или чрезвычайно дорогими, например, реалистичное падение объектов в воду (или даже тысячи объектов, приземляющихся одновременно!), или отражение движущейся лодки в воде.
Стефан Йешке - первый автор и бывший постдок Инсититута наук и технологий в Австрии - подчеркивает возможные области применения нового способа для создания детального и художественного моделирования, например, для игр, фильмов или программ виртуальной реальности. «Сочетание диапазона, детализации и скорости вычислений представляет собой большой шаг вперед для отрасли, - говорит он. - Кроме того, из-за особенностей кодирования, симуляцией легко манипулировать: можно моделировать поток воды в различных средах, таких как реки или океаны. Наш метод позволяет художникам легко «воспроизводить» природу и создавать сцены быстрее, чем когда-либо прежде».
Команда уже разработала один из таких инструментов: «художник
волн» работает как кисть в программе рисования, увеличивая высоту
волн, когда дизайнер «рисует» на определенной области. «Художник
волн» также может быть приспособлен для создания волн,
протекающих в определенном направлении, например, в реках.
[Фото: eurekalert.org]
