Некоторые звуки до сих пор отсутствуют в компьютерных симуляциях воды и других жидкостей, утверждают исследователи Computer Science, разработавшие новые алгоритмы для того, чтобы такие совмещать такие звуки с изображениями.
В фильмах с компьютерной анимацией звук добавляется постфактум из записей или специально записывается специалистами по шумовым эффектам.
Но по мере того, как виртуальная реальность становится все более интерактивной, появляется необходимость генерировать звуки автоматически — для незапланированных событий. Записи, конечно, дело хорошее, однако они не всегда точно соответствуют самому событию.
«У нас до сих пор нет нормальных инструментов, чтобы создать даже простые звуки — как плещется вода, сминают бумагу, хлопают в ладоши, как ветер шумит в деревьях или стакан с вином падает на пол» — говорят исследователи.
Кроме звуков для жидкостей, разработчики намереваются симулировать такие звуки, как, например, шум жестянки с кубиками Lego, разбивающегося стекла, грохота музыкальных тарелок или крышки мусорного бака.
Все звуки будут создаваться в зависимости от физических свойств объектов графики. Алгоритм вычислит, как они могли бы звучать в реальности, и какие звуковые волны от них получались.
Симуляция, исходящая из физических свойств, может пригодиться не только в компьютерной графике, но и в проектировании. «Пока ты что-то не создашь, ты не узнаешь, как оно звучит», — говорят разработчики, напоминая, как много усилий приходится прикладывать, чтобы сделать объект тише.
В своей работе они сообщают, что большинство звуков воды создается микроскопическими пузырьками воздуха, которые образуются, когда вода льется и плещется. Движущаяся вода захватывает пузырьки воздуха диаметром менее миллиметра.
Сила поверхностного натяжения сжимает пузырьки, давление воздуха внутри них увеличивается, пока он не начнет давить на внутреннюю поверхность пузырька с большей силой, вызывая этим его растяжение. Постоянное сжатие и растяжение пузырьков, происходящее за миллисекунды, создает вибрацию. В конце концов, поверхность начинает вибрировать и распространять звуковые волны в воздухе.
Метод симуляции, развиваемый исследователями, анализирует геометрию изображения, вычисляет, где будут находиться пузырьки и как они будут двигаться, рассчитывает потенциальную вибрацию и, наконец, сам звук.
Симуляция проводится на высокопараллельном компьютере, каждый процессор которого вычисляет звуковые эффекты множества пузырьков. Разработчики откорректировали результат, сравнивая полученную симуляцию с реальными звуками.
Современные методы все еще требуют долгих часов оффлайн-программирования и лучше всего работают с небольшими источниками звука, однако исследователи утверждают, что дальнейшие разработки позволят осуществлять симулирование звуков в режиме реального времени для интерактивных виртуальных сред и работать с более крупными источниками звука, например, с бассейнами или даже Ниагарским водопадом. Разработчики также планируют заняться более сложными пузырьками — например, пеной.
Пока комментариев нет
Оставить свое мнение