視覚的な饗宴

Apr 30, 2024

コンピューター科学者が SIGGRAPH 2023 に魅力的な新しい手法をもたらす

オーストリア科学技術研究所

画像: 3D 光の彫刻。 カラータトゥーをプレビューしています。 海岸に津波が押し寄せる。 オーストリア科学技術研究所 (ISTA) からの 2023 年の SIGGRAPH カンファレンスへの寄稿。もっと見る

クレジット: © ISTA (PCBend/M.Piovarči/C.Wojtan)

3Dの光の彫刻。 海岸に津波が押し寄せる。 カラータトゥーをプレビューしています。 オーストリア科学技術研究所 (ISTA) の Bickel グループと Wojtan グループからの 2023 年の SIGGRAPH カンファレンスへの寄稿では、印象的なさまざまな古典的および斬新な質問に取り組みました。 彼らの焦点はコンピュータ グラフィックスから製造方法まで多岐にわたりますが、コンピュータ サイエンティストは費用対効果の高い革新的なソリューションを見つけてユーザーに力を与えることに団結しています。 SIGGRAPH は、コンピュータ グラフィックスおよびインタラクティブ技術に関する世界トップの年次大会であり、この分野の最新の開発が一堂に会します。 今年もオーストリア科学技術研究所（ISTA）の科学者が幅広く参加しました。

PCBend: 3D 光彫刻用の新しいアクセス可能なパイプライン現代では、デザイン、アート、建築における要素としての光の重要性には議論の余地がありません。 しかし、光で覆われた 3D オブジェクトの設計と製造は、平均的なユーザーにとって法外に高価であり、退屈な作業でもありました。 この問題は、ISTA のビッケル グループの博士課程学生であるマナス バルガバの注目を集め、そのような構造を作成および製造するための使いやすく手頃な価格のパイプラインの開発に着手しました。 今回、Bhargava 氏と ISTA およびフランスのロレーヌ大学の同僚は、まさにそれを実現するシステムである PCBend を導入しました。

平面 (2D) LED 回路基板は、湾曲 (3D) 回路とは異なり、安価で簡単に製造できます。 コストを低く抑え、既存の製造チェーンを活用するために、チームはまず、ターゲット オブジェクトの設計を「フラット化」する方法を見つけました。 「三角形で作られた 3D オブジェクトを展開するのは古典的な問題であり、その解決策は折り紙からインスピレーションを得ています」と Bhargava 氏は説明します。 「しかし、2 つの三角形の間の回路接続によって課せられる物理的制約も考慮する必要がありました。折り畳まれた紙とは異なり、壊れる可能性があります。」 チームは木工技術を使用して、回路を切断することなくプリント基板を曲げることができる特別なヒンジを作成しました。 チームのプログラムは回路レイアウトの問題をさらに解決し、すべての LED を単一のパスに沿って接続しました。

2D デザイン メッシュが設定されると、それが製造され、ユーザーが再組み立てして照明パターンをプログラムします。 「私たちのパイプラインは使いやすいので、他の人も自分のアイデアを簡単に試すことができます」と Bhargava 氏は続けます。 「彼らが何をするのか楽しみです！」 考えられる用途は、芸術、演劇、コンサートのショー要素などです。

YouTube で付属のビデオをご覧ください。

新しい波のシミュレーション手法が深い海と浅い海を橋渡し次のプロジェクトは、これまで到達できなかった深さに飛び込みます。 流体の動きを記述する方程式は 1800 年代から知られていました。 ただし、これらの方程式は数学的には美しいですが、水の波のシミュレーションで使用するには計算コストが高すぎます。 そのため、これまで科学者やグラフィックデザイナーは、深海の波のパターンを完全に記述するエアリー理論や、海岸近くのあらゆるものを扱うことができる浅瀬の方程式に頼ってきました。 それぞれがそれぞれの分野で優れていますが、他の分野では失敗します。 以前は、グラフィックスの専門家は 1 種類の方程式を選択し、明らかな視覚的エラーを隠すために追加の効果を使用する必要がありました。 今回、Chris Wojtan教授は、長年の共同研究者でありISTAの卒業生でもあるStefan Jeschke氏とともに、深層水と浅層水の両方の効果、および深層水と浅層水の間の相互作用をシミュレートできる最初の実用的な方法を考案しました。 基本的に、2 つのモデルを組み合わせて、それぞれの長所を活用しながら短所を最小限に抑えます。