麻省理工學(xué)院開發(fā)出具有真實物理體積的 3D 模型格式
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IT之家 5 月 24 日消息，麻省理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種具有真實物理體積的模型格式，通過將 3D 形狀從體積映射到體積，而不是表面到表面，以令 3D 模型在受力時面能與顯示一致呈現(xiàn)出扭曲擠壓的效果。
在此前計算機圖形學(xué)和計算機輔助設(shè)計中，三維物體通常由其外表面的輪廓呈現(xiàn)。（IT之家注：當(dāng)下所有模型都是由許多個面組成的結(jié)構(gòu)），而不包括模型內(nèi)部的實際體積碰撞箱。這種建模格式是以往技術(shù)沉淀的結(jié)果，可以以更高的效率存儲和呈現(xiàn)具備高多邊形的模型。
但此類模型因缺乏內(nèi)部體積碰撞箱（IT之家注：此類模型必須綁定模型骨骼才能正常做出動畫），因此在操作時也有所局限，例如對于一個沒有綁定骨骼的人物模型，在移動人物模型的手腳時，實際上是只能移動構(gòu)成這些手腳的面或節(jié)點，而非能夠像看起來一樣直接控制充滿骨骼、肌腱和肌肉的手腳運動，因此無法與現(xiàn)實中一樣直接讓手腳擺出各種形狀。
而動畫方面，在使用這些模型開發(fā)映射算法時，這些差異尤其成問題，因為映射算法可以自動找到不同形狀之間的關(guān)系，但需要更高的成本來創(chuàng)建出全身綁定極度精細(xì)骨骼的模型，對預(yù)算造成更多的負(fù)擔(dān)。
這項技術(shù)直接將模型整體形狀及質(zhì)量打包在一個四面體網(wǎng)格中，以更有效地模擬物體的精細(xì)部分，而非傳統(tǒng)模型“實際上是由許多個面組成的結(jié)構(gòu)”（并需要綁定骨骼才能實現(xiàn)類似物理運動效果）。因此可避免模型模擬受力時只是單純的外部“許多個面”變形。
該技術(shù)在視覺計算、計算制造和工程等許多圖形應(yīng)用領(lǐng)域中都相當(dāng)有用，例如將先前動畫的 3D 角色的運動轉(zhuǎn)移到新的 3D 模型或掃描上。相同的算法可以將紋理、注釋和物理屬性從一個 3D 形狀轉(zhuǎn)移到另一個 3D 形狀。
“從表面切換到體積會使橡膠手套延伸到整個手上。我們的方法使幾何映射更接近物理現(xiàn)實，“電氣工程和計算機科學(xué)（EECS）研究生 Mazdak Abulnaga 說，他是這種映射技術(shù)論文的主要作者。
與 Abulnaga 一起發(fā)表論文的是前麻省理工學(xué)院博士后 Oded Stein，他現(xiàn)在在南加州大學(xué)任教；Polina Golland 是 EECS 的 Sunlin 和 Priscilla Chou 教授，麻省理工學(xué)院計算機科學(xué)與人工智能實驗室（CSAIL）的首席研究員，醫(yī)學(xué)視覺小組的負(fù)責(zé)人；以及 Justin Solomon，EECS 副教授和 CSAIL 幾何數(shù)據(jù)處理組組長。這項研究將在 ACM SIGGRAPH 會議上發(fā)表。
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