Программа, созданная учеными из Университета Дартмута, позволит художникам, которые занимаются анимацией, получить большую творческую свободу при проектировании объектов, давая возможность настроить способ прохождения света через материал. Это должно оказать наибольшее влияние на визуализацию так называемых «объемных материалов», например, облаков, тумана или мраморных статуй.
«Существует целый ряд совершенно разных аспектов, которые художники просто не могли исследовать до сих пор, — сказал соавтор проекта Войцех Ярош. — Раньше художники в основном имели один элемент управления, который мог повлиять на внешний вид облака. Теперь можно использовать гораздо более богатую палитру возможностей. Это изменение столь же важно, как переход от черно-белых изображений к цвету».
Одной из первых студий, которая будет использовать нововведение, является Pixar. Согласно заявлению, они стараются «перевести невероятно сложную математику в удобное для пользователя программное обеспечение, способное отображать реалистичные физические объекты и движение».
Разработчики программы отметили, что до этого аниматорам было сложно визуализировать волосы персонажей реалистично, потому что существуют сотни тысяч отдельных волос, которые должны правильно взаимодействовать друг с другом. Для этого нельзя использовать стандартные алгоритмы сжатия — потеряется много важных деталей. Для этого Pixar создал эквивалент PNG или FLAC для анимации.
Исследование, на которое опирались разработчики, фокусируется на том, как свет проходит через различные материалы, взаимодействуя с отдельными частицами в них. Облако, например, содержит миллиарды одиночных капель воды — слишком много, чтобы они плыли по отдельности. Аниматоры могут указать, насколько плотно эти частицы упакованы в различных областях облака, тем самым определяя его форму. Но они не могут диктовать, как эти отдельные капли расположены.
Чтобы решить эту проблему, исследователи, опираясь на модели переноса нейтронов в физике, проследили, как луч света проходит через материал, состоящий из случайно расположенных микрочастиц.
Основываясь на миллионах таких опытов, они описали алгоритм того, как далеко фотоны могут проникнуть в материал перед столкновением с микрочастицами. Построение модели в анимационной программе позволяет аниматорам легче достичь реалистичного вида объектов.