Делать трехмерные волосы станет проще?

Поэты и писатели часто в своих произведениях, награждают волосы такими эпитетами, как "блестящие" и "сияющие". При этом, первый чаще всего относится к темным волосам, а второй – к светлым. С точки зрения физики причина такого внешнего вида волос в сложном рассеивании света от одного волоса к другому. Как известно любому человеку, который занимается компьютерной графикой, воссоздание этого эффекта и, как следствие, визуализация волос всегда была большой проблемой.

Компьютеры могут создавать трехмерные структуры, воссоздающие волосы, однако на просчет того, как свет отражается от волос, уходит слишком много времени, ведь нужно принять по внимание рассеивание света между отдельными волосинками. Существующие на сегодняшний день методы аппроксимации неплохо работают, когда речь идет о темных волосах, но светлые волосы воссоздать гораздо сложнее.

Новый алгоритм, представленный учеными Корнеллского университета (США), дает возможность выполнять визуализацию волос быстрее и делать прически 3D-блондинок более реалистичными. При этом сохраняется цвет волос, чего не всегда удается достичь, используя современные методы.

Создатели нового метода просчета, Steve Marschner и Jonathan Moon, объясняют, что проблема визуализации светлых волос состоит в том, что свет отражается не только от поверхностей волос, но также проходит через сами волосы в виде диффузного рассеивания, а затем снова отражается. Единственный метод, который может помочь добиться реализма в этом случае – "трассировка путей" (path-tracing). Он заключается в том, что компьютер обрабатывает каждый пиксел изображения, просчитывая путь каждого луча задом наперед, то есть, от его конечной точки до исходного источника света. Но поскольку на это нужно очень много времени, 3D-художники обычно могут получить лишь приблизительные результаты.

Новый алгоритм, разработанный двумя специалистами, отслеживает путь лучей от источника света в середину волос, используя некоторые аппроксимации рассеивания и составляя карту, на которой указано, где в объеме волос имеются фотоны света. Затем он отслеживает луч от каждого пикселя изображения в точку волоса и обращается к карте для того, чтобы вычислить, сколько света должно быть доступно в этой точке.

Результаты, полученные благодаря новому алгоритму, впечатляют. Тестовые визуализации показали, что, используя этот метод, можно за 2,5 часа получить такой же результат, как и за 60 часов просчета методом трассировки путей. Ученые планируют представить результаты своей работы на выставке Siggraph 2006. Далее в планах разработка инструмента для имитации реалистичной динамики волос.

Кстати, один из создателей нового алгоритма, Steve Marschner, уже имеет награду за технические достижения от Академии киноискусств за изобретенный им метод визуализации прозрачных материалов, таких как человеческая кожа. По материалам physorg

Инф. 3DNews