p Simular qualquer superfície ou estrutura 3-D - de folhas de árvores e roupas a páginas de um livro - é um desafio computacional, tarefa demorada. Embora várias ferramentas geométricas estejam disponíveis para imitar a modelagem de forma dessas superfícies, um novo método está tornando possível calcular e habilitar a física - movimento e distorção - da superfície e faz isso de forma intuitiva e com resultados realistas. p Pesquisadores de Inria, o Instituto Nacional Francês de Ciência da Computação e Matemática Aplicada, desenvolveram um novo algoritmo que calcula a forma da superfície em repouso, isso é, sem qualquer força externa, e quando esta forma é deformada pela gravidade, contato e fricção, ele corresponde precisamente à forma que o usuário projetou.

p "Imagine que você queira criar uma vestimenta extravagante em um personagem 3-D. Com nosso método, você pode desenhar livremente esta vestimenta diretamente em 3-D, em torno do personagem. Você não precisa se preocupar com a física, mas apenas sobre a forma, incluindo as dobras e rugas, que você gostaria de ver na fase final, "explica Florence Bertails-Descoubes, orientadora científica do trabalho e pesquisadora do INRIA. "Depois de concluir a modelagem, nosso algoritmo converte automaticamente o tecido geométrico em um tecido físico. "

p Os usuários desenham ou projetam qualquer superfície 3-D utilizando suas ferramentas geométricas preferidas e podem então recorrer ao novo método computacional para converter a superfície em um objeto físico, e aquele que pode ou não entrar em contato com outras superfícies. Bertails-Descoubes colaborou no trabalho com seu doutorado. alunos Mickaël Ly e Romain Casati e colegas da Inria Melina Skouras e Laurence Boissieux, e a equipe fará uma apresentação na SIGGRAPH Asia 2018 em Tóquio, de 4 a 7 de dezembro. A conferência anual apresenta os membros técnicos e criativos mais respeitados no campo da computação gráfica e técnicas interativas, e apresenta pesquisas de ponta em ciência, arte, jogos e animação, entre outros setores.

p Existem muitas ferramentas geométricas para realizar a modelagem precisa de formas com flexibilidade dada ao usuário. Dado o exemplo de modelagem de roupas em torno de um personagem 3-D, o método dos pesquisadores fornece uma maneira mais simples para a roupa imitar o movimento do personagem animado, calculando automaticamente a gravidade e o contato friccional com um corpo externo.

p "Por exemplo, se um usuário desenha uma saia 3D em um personagem animado, nosso método encolherá automaticamente a forma restante e a apertará na cintura, para compensar a gravidade que "quer" puxar o item para baixo, "observa Bertails-Descoubes. O método da equipe também permite aos usuários alterar as propriedades físicas da roupa projetada, ou seja, fazendo-o de linho em vez de algodão. Por sua vez, o pano vai se comportar de forma diferente, parecendo mais suave, por exemplo, para algodão leve e parecerá ter menos atrito com o corpo.

p Os cientistas observam que "a maior dificuldade nesse tipo de problema inverso decorre do fato de ser altamente não linear. Essa complexidade é particularmente exacerbada pela presença de contato e atrito seco, o que nunca foi explicitamente explicado em estudos anteriores. Portanto, é um desafio projetar um algoritmo robusto capaz de encontrar uma forma de descanso válida para uma grande variedade de cenários diferentes. "

p Os pesquisadores forneceram vários exemplos no artigo, mostrando o desempenho de seu algoritmo em designs animados em 3-D. Incluídos no artigo estão dois exemplos de chapéus - conhecidos como 'chapéu mole' e 'boina' - que são colocados em uma cabeça humana por meio de contato e fricção. Sem o método de inversão dos pesquisadores, o chapéu mole afunda, perdendo completamente seu estilo original e cobrindo parcialmente o rosto do personagem animado. Em contraste, depois de executar o novo algoritmo, o chapéu preserva seu estilo original e chinelos de forma realista com o movimento do personagem. O exemplo da boina produziu resultados realistas semelhantes após a aplicação do método da equipe - a boina permaneceu corretamente inflada e posicionada na cabeça. Quando 'vento' é aplicado ao design, a boina desliza com o movimento, mas não cai completamente da cabeça, exemplificando a capacidade do algoritmo de simular de forma realista a física envolvida.

p Em trabalho futuro, a equipe se concentrará em fazer seu algoritmo funcionar mais rápido e ser adaptado para a criação de padrões de roupas reais.