Pelagem realista: cientistas marcam um novo grande avanço na renderização computacional dos pelos de animais

A indústria cinematográfica ganhou mais um grande avanço tecnológico no campo dos efeitos visuais. Em breve, os próximo filme que você for ver, onde existam animais ou outras criaturas com pelagens, estarão bem mais realistas graças a um novo processo de simulação desenvolvido por cientistas da computação da Universidade da Califórnia.

Em uma conferência na Tailândia - SIGGRAPH Asia - os pesquisadores apresentaram a nova tecnologia, a qual dramaticamente melhora o modo como os computadores simulam uma pelagem, mais especificamente o modo como a luz se comporta ao interagir com os pelos. Além de gerar simulações mais acuradas, o novo modelo de processamento é 10 vezes mais rápido do que os atuais modelos.

A nova tecnologia pode ser aplicada desde em videogames até em computadores especiais que geram animações em filmes. No vídeo abaixo, alguns modelos simples de animais renderizados com a nova tecnologia foram apresentados pelos pesquisadores.

            

Segundo os pesquisadores, um dos problemas com os modelos existentes de simulação é que eles são projetados para criar especificamente cabelo (pelo do couro cabeludo humano), e não funcionam muito bem para a pelagem típica dos mamíferos mais peludos (como gatos, roedores, cães, etc.). Isso acontece porque a maioria desses modelos não levam em conta o cilindro central - ou medula - presente em cada fibra de pelo. A medula na pelagem é muito maior do que aquela no cabelo, e a interação da luz com a medula é muito importante para a aparência da pelagem. Até o momento, a maioria dos cientistas ignoravam a medula e construíam modelos que apenas seguem um raio de luz sendo refletido de uma fibra de pelo para a próxima. Para piorar, esses modelos acabam requerendo uma gigantesca quantidade de poder computacional, sendo bastante caros e lentos.

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O novo modelo de processamento usa um algorítimo baseado em um conceito chamado de 'espalhamento subsuperficial' para rapidamente aproximar o quanto de luz percorre/interage ao redor e dentro das fibras de pelo. Essencialmente, o espalhamento subsuperficial descreve como a luz entra na superfície de um objeto translúcido, como cabelos ou pelos, a partir de um ponto; espalha em vários ângulos; interage com o material constituinte do objeto; e, então, sai do objeto por um diferente ponto. Esse conceito, aliás, é bem entendido e frequentemente é usado em simulações no campo de gráficos computacionais.

Com isso, o novo algorítimo - inserido em uma  rede neural que compensa deficiência teóricas físicas e matemáticas - age de forma muito eficiente e veloz para criar simulações realistas de pelagem e de cabelos. Além disso, só necessita visualizar apenas uma cena antes de ser capaz de aplicar sua tecnologia de processamento para todas as outras cenas visadas.


Referência: JacobssSchool