Patricia Waldron, Kornell Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Yun qabardinin 2008-ci il simulyasiyası. Kredit: Kornell Universiteti

Atlazın parıltısı, qıvrımın incə parıltıları, şəffaf ipəyin şəffaflığı: Parçanın rəqəmsal şəkildə təsvir edilməsi uzun müddətdir ki, müxtəlif ipliklərin bir-birinə toxunmasının və ya toxunmasının saysız-hesabsız üsulları səbəbindən çətinlik çəkir.

İndi Kornell tədqiqatçıları, texnologiya şirkəti NVIDIA ilə əməkdaşlıqda, tekstil toxumasını daha dəqiq əks etdirən parçaların rəqəmsal görüntülərini yaratmaq üçün bir metod hazırlayıblar.

   Öz-özünə konfiqurasiya edən optik cihazlar işığı necə ayırmağı avtomatik olaraq öyrənirPlay Video

Komandanın Honkonqda keçirilən Hesablama Maşınları Assosiasiyasının SIGGRAPH Asia 2025 iclasında təqdim etdiyi yeni tədqiqat, işığın ipliklə necə qarşılıqlı təsir etdiyini – həm parçadan keçərkən, həm də ondan əks olunarkən – modelləşdirir. Bu irəliləyiş, iyirmi ildən çoxdur ki, bu problem üzərində işləyən Kornell Ann S. Bowers Hesablama və İnformasiya Elmləri Kollecinin kompüter elmləri professoru Stiv Marşnerin laboratoriyasında ortaya çıxan ən son yenilikdir.

Şəffaf materialların rendajı üzərində işlədiyinə görə 2004-cü ildə Kino Sənətləri və Elmləri Akademiyasından Texniki Nailiyyət Mükafatı alan komandada olan Marşner, film sənayesi işçilərinin həmişə parça rendajının nə qədər çətin olduğundan şikayətləndiyini söylədi. “Sadəcə onu düzgün göstərmək çətindir. Həmişə saxta görünür.”Oyna

00:00

00:19SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Ən kiçik səviyyədə parça, kontrplak adlanan bir sap yaratmaq üçün bir-birinə bükülmüş kiçik liflərdən ibarətdir. Birdən çox kontrplak bir-birinə bükülərək iplik əmələ gətirir, daha sonra isə parça yaratmaq üçün toxunur və ya toxunur. Möhkəm, davamlı səthə malik metal və ya dəri kimi materiallardan fərqli olaraq, parça “kosmosda üzən və sürtünmə ilə bir yerdə tutulan bir dəstə lifdir”, – deyə Marşner bildirib.

Liflərin forması da materialdan asılı olaraq dəyişir. Yun lifindən bir parça kəssəniz, ucu demək olar ki, oval görünəcək; pambıq lifləri böyrək formasında, ipək isə üç və ya dörd tərəfli çoxbucaqlılara bənzəyir.

Erkən tədqiqat və modelləşdirmə çətinlikləri

Kompüter elmləri sahəsində doktorantura tələbəsi və tədqiqatın ilk müəllifi Yunçen Yu bildirib ki, “Bu, strukturu çox maraqlı, lakin modelləşdirməyi çox çətinləşdirir. Düşünürəm ki, heç vaxt hər kəsin istifadə etdiyi tək bir parça modeli olmayacaq.”

Marşner ilk dəfə parça rendajı üsullarını araşdırmağa 2002-ci ildə Kornell Universitetində dosent kimi çalışmağa başlayanda başlayıb. Onun ilk doktorantura tələbəsi, fəlsəfə doktoru Piti İravan (2008), işığın parça səthinin müxtəlif nöqtələrində liflərdən necə fərqli şəkildə əks olunduğunu modelləşdirən sadə bir metod hazırlayıb.Məxmərin 2011-ci il simulyasiyası. Müəllif: Shuang Zhao/Təqdim olunub

Marşner parçanın görünüşünü əsas lif strukturunun müəyyən etdiyini anladıqdan sonra parçanı daha əhatəli şəkildə modelləşdirməyə başladı. 2014-cü ildə doktorluq dərəcəsi almış Şuanq Çjao və kompüter elmləri üzrə prorektor və professor Kavita Bala ilə birlikdə toxunmuş liflərin miqyasında görüntü yaratmaq üçün mikroKT skanerindən istifadə etdi. Bu detal səviyyəsi onlara parçanı daha dəqiq göstərməyə imkan verdi, lakin skan etmək bahalı və vaxt aparan idi.

Nəhayət, onlar prosesi daha səmərəli etdilər, beləliklə, hazırladıqları hər bir parçanı skan etməyə ehtiyac qalmadı. Bu iş, Rod-Aylend Dizayn Məktəbinin professoru Bruks Haqanla birlikdə daxili dizaynerlərə xüsusi parçalar istehsalı üçün tekstilləri vizuallaşdırmağa imkan verən əlavə layihəyə çevrildi .

Bu arada, Marşnerin laboratoriyası o vaxtlar Kornell Universitetində kompüter elmləri üzrə dosent, indi isə Stanfordda çalışan Douq Ceymslə birlikdə toxunmuş və toxunmuş materiallarda ipliklərin və liflərin necə düzüldüyünün və bunun onların görünüşünə necə təsir etdiyinin fiziki simulyasiyalarını hazırlayırdı. Komanda toxunmuş parçada naxışların təsvirində və ipliklə yerinə yetirildikdə toxunma naxışının nəticədə necə görünəcəyini proqnozlaşdırmaqda irəliləyişlər əldə etdi .

Parça istehsalında yeni irəliləyişlər

NVIDIA-nın baş tədqiqatçısı Andrea Weidlich ilə birlikdə aparılan yeni tədqiqatda Yu, işığın parça ilə həm şüa, həm də dalğa şəklində necə qarşılıqlı təsir etdiyini nəzərdən keçirməklə daha da irəli getdi. O, İravanın ilkin modelinə bənzər şəkildə liflərdən sıçrayan işıq şüalarını və liflər arasındakı boşluqlardan keçərkən əyilən və difraksiyalanan işıq dalğalarını modelləşdirdi. Bu, dalğa optikasını nəzərə alan ilk parça modeli idi və onun son zamanlardakı iridescent lələkləri göstərən işinə əsaslanırdı .

2015-ci ildən brokad yastıqlarının renderinqləri. Müəllif: Shuang Zhao/Təqdim edilib

Əvvəlcə o, parçanın görünüşünü tamamilə dalğa optikası ilə modelləşdirməyə çalışdı, lakin simulyasiya çox hesablama baxımından çox intensiv idi. Daha sonra o, təxminən 1000 dəfə daha sürətli olan şüa optikasından istifadənin parçanın orta rəngini və işıqlandırma nöqtələrinin görünüşünü yaratmaq üçün yaxşı işlədiyini aşkar etdi. Daha sonra o, daha yavaş dalğa optikası simulyasiyalarını arxadan parçadan keçən işığı göstərmək və təsvirləri xüsusilə realist göstərən incə parıltılar, parıltılar və qüsurlar üçün saxlaya bildi.

Bu metodla Yu, işığın yaratdığı hər yeni parça növü ilə necə qarşılıqlı təsir etdiyini simulyasiya etməlidir. Lakin nəticədə o, modelin daha sürətli və daha çevik olmasını təmin etmək üçün süni intellektdən istifadə edərək simulyasiya mərhələsini keçməyə ümid edir.

Marşner gözləyir ki, generativ süni intellekt texnikalarının tətbiqi oyun və animasiya sənayesi üçün daha səmərəli parça modelləşdirməsinin açarı olacaq. Bu, təkcə yüksək büdcəli animasiya filmləri üçün deyil, həm də video oyunlar kimi daha geniş istifadə üçün daha yüksək keyfiyyətli renderlərə səbəb olacaq.

“2002-ci ildən bəri uzun bir yol qət etmişik”, – deyə Marşner bildirib. “O vaxtlar həqiqətən yaxşı göründüyünü düşündüyümüz bəzi şeylərə geri baxmaq gülməlidir.”

Daha çox məlumat: Yunchen Yu və digərləri, Şüa Dalğası Hibrid Kölgələmə Modeli ilə Realistic Cloth Rendering, ACM Transactions on Graphics (2025). DOI: 10.1145/3763359

Jurnal məlumatı: Qrafika üzrə ACM Əməliyyatları Kornell Universiteti tərəfindən təmin edilir