Наконец создана реалистическая, трехмерная модель волос для компьютерных игр. Физика.

Нереалистичное моделирование волос человека – последний препятствие на пути к правдоподобному изображению людей в компьютерных играх.

 Благодаря увеличивающейся мощности микросхем, и миллиардам долларов, инвестированных в изучение кинетики человека, анализ походки и скелетно-мышечную биомеханику, наши тела и лица показываются с высочайшей степенью реалистичности. Но волосы, с их миллионами переплетающихся прядей, «оцифровать» очень трудно. Поэтому героев-мужчин разработчики наделяют короткой стрижкой, а прически женщин, несмотря на все усилия мастеров трехмерной графики, остаются тусклыми и безжизненными.

Но прекрасные, волнистые, упругие, реалистичные волосы уже не за горами – благодаря исследователям из Принстона и Университета Южной Калифорнии. Система SAHC (Structure-Aware Hair Capture, структурное запечатление волос) не требует тщательно выполненных от руки рисунков, или технологий «захвата движения» в высоком разрешении. Для информации на входе ей достаточно нескольких неподвижных кадров – изображений прически, сделанных с разных точек. Далее из этих кадров создается облако трехмерных точек. Информация о направлении (куда «идет» та или иная прядь волос) в сочетании с этим облаком позволяет создать «ленты» - пряди волос, не связанные друг с другом. Наконец, каждую ленту подвергают анализу (связь и направление), благодаря чему ленты соединяются в длинные пряди, которые потом закрепляются на черепе.

Больше всего «волшебства» происходит на последнем этапе – когда ленты соединяются в длинные пряди. Как бы тщательно вы не фотографировали прическу, много волос остаются невидимыми для наблюдателя – но именно они обеспечивают «объем» прически. Или представьте себе косу – вам виден только один сантиметр, а потом прядь «подныривает» под другую. Компьютеру сложно соединить все эти фрагменты логическим и четким образом. Грубо говоря, авторы технологии добились этого с помощью анализа направления и адекватного прочерчивания соединительных линий между лентами.

Пока мы видели только симуляцию вьющихся волос, но SAHC работает также с длинными и короткими прямыми волосами, спутанными волосами средней длины и с «прической Эйнштейна». Во всех случаях программа создает модели волос, пригодные для анимации. Пока анимация получается не совсем безупречной, но опытный специалист по трехмерной графике, безусловно, сможет всё откорректировать. В качестве автоматизированного процесса Structure-Aware Hair Capture производит очень хорошее впечатление.