Modelowanie i Animacja

Transkrypt

1 Maciej Matyka Uniwersytet Wrocławski Maciej Matyka

2 Plan wykładu Dlaczego animujemy używając komputera? Dlaczego animujemy używając komputera? Wyciąg z minimum programowego fizyki w liceum... Kinematyka i dynamika Zjawiska falowe i światło Model gazu i hydrodynamika Maciej Matyka

3 Dlaczego animujemy używając komputera? W animacji ważny jest pomysł i klimat... Maciej Matyka

4 ...a modelowanie to tylko narzędzie... Dlaczego animujemy używając komputera? Maciej Matyka

5 ...ale Plan wykładu Dlaczego animujemy używając komputera? Maciej Matyka

6 ..warto narzędzie to poznać! Dlaczego animujemy używając komputera? Maciej Matyka

7 Dlaczego animujemy używając komputera? Dlaczego animujemy używając komputera? Animacja tradycyjna ma pewne sztywne ograniczenia Nie jest łatwo narysować np. powierzchnię oceanu......tym bardziej ją animować! Coraz bardziej liczy się szybkość tworzenia animacji Czas = pieniądz. Tu komputery zaczynają wygrywać z człowiekiem. Realizm Komputer potrafi przeliczyć oświetlenie, całkować równania, wyznaczać realistyczne trajektorie ruchu używając praw fizyki.. Historyczna animacja- Oskar za animację modelowaną komputerowo 1! 1 Pixar1986 Maciej Matyka

8 Dlaczego animujemy używając komputera? Wyciąg z minimum programowego fizyki w liceum... Już w trakcie nauki fizyki w liceum poznajemy dziedziny szeroko stosowanewmodelowaniukomputerowym 2 : Fale mechaniczne, dźwięk, fale periodyczne, długość fali, prędkość fali, interferencja i dyfrakcja fal. Światło jako fala, przegląd widma fal elektromagnetycznych. Ciśnienie hydrostatyczne i atmosferyczne, prawa gazów doskonałych, mikroskopowy model gazu, temperatura bezwzględna. Zasady dynamiki, zasada zachowania pędu. Względność ruchu, składanie i rozkładanie ruchów. 2 RozporządzenieMinistraEdukacjiNarodowejzdnia r.w sprawie podstawy programowej kształcenia ogólnego( Dz. U. z 1999 r. Nr14, poz.129). Maciej Matyka

9 Jak animować ciecze?(fot. prof. Andrew Davidhazy) Maciej Matyka

10 Mikroskopowy model gazu Proste oddziaływania (zderzenia) Ruch jednostajny, prostoliniowy Możliwa prosta symulacja! Za duże uproszczenie? Maciej Matyka

11 Jak uprościć sobie życie? Cząstki możemy umieścić w węzłach regularnej siatki! Maciej Matyka

12 Jak uprościć sobie życie? Przykład działania prostego mikroskopowego modelu gazu. Maciej Matyka

13 Sieć trójkątna.. Plan wykładu KOLIZJE PRZED PO Maciej Matyka

14 Co zyskaliśmy? Plan wykładu Przykład działania prostego modelu na sieci trójkątnej gazu. Maciej Matyka

15 Od automatów komórkowych do symulacji cieczy... nadal widoczne efekty pochodzące od cząsteczkowego charakteru modelu pojawił się pomysł by cząstki rozsmarować po siatce wprowadźmy w ich miejsce większą ich ilość(gęstość) ogólny charakter modelu nie zostaje zmieniony... Maciej Matyka

16 Od automatów komórkowych do symulacji cieczy......dodaćmusimykilka(dośćdużo!)równań Maciej Matyka

17 Lattice Boltzmann Gas Przykład1, przykład2 symulacji cieczy metodą gazu sieciowego Boltzmanna. Maciej Matyka

18 Jak to robią profesjonaliści? H.Chenet.al.,Science301(2003) Maciej Matyka

19 Pokazana metoda ma szerokie możliwości... Przykład nacostaćmodelgazusieciowegoboltzmanna Maciej Matyka

20 NietylkoLB... Plan wykładu Równania przepływu Dyskretna przestrzeń Sieć dynamiczna Wyniki modelu cieczy opartego o równania N S. Maciej Matyka

21 Jak animować tkaniny? Maciej Matyka

22 Jak animować tkaniny? W miarę prosta budowa. Skomplikowane w zachowaniu. Trudne w tradycyjnym animowaniu. Potrzebny dobry model fizyczny! Struktura tkaniny widziana w powiększeniu. Maciej Matyka

23 Jak animować tkaniny? a) b) c) Wprowadzamy model oparty o masy zawieszone na sprężynkach. Maciej Matyka

24 Model mas zawieszonych na sprężynkach w działaniu Przykład symulacjitkaninypołączonejzmodelemcieczy fedkiw/ Maciej Matyka

25 Jak animować ciała miękkie? Maciej Matyka

26 Jak odtworzyć ruch piłki? Jak odtworzyć ruch piłki? Zamknięta powierzchnia. Uszyta z tkaniny. W środku umieśćmy gaz... Ciśnienie! Maciej Matyka

27 Jak odtworzyć ruch piłki? Jak odtworzyć ruch piłki? Zamknięta powierzchnia. Uszyta z tkaniny. W środku umieśćmy gaz... Ciśnienie! Maciej Matyka

28 Jak odtworzyć ruch piłki? Jak odtworzyć ruch piłki? Zamknięta powierzchnia. Uszyta z tkaniny. W środku umieśćmy gaz... Ciśnienie! Maciej Matyka

29 Jak odtworzyć ruch piłki? Jak odtworzyć ruch piłki? Zamknięta powierzchnia. Uszyta z tkaniny. W środku umieśćmy gaz... Ciśnienie! Maciej Matyka

30 Jak odtworzyć ruch piłki? Jak odtworzyć ruch piłki? Zamknięta powierzchnia. Uszyta z tkaniny. W środku umieśćmy gaz... Ciśnienie! Maciej Matyka

31 Model ciał miękkich w działaniu Przykład programu realizującego model ciał miękkich w czasie rzeczywistym Maciej Matyka

32 Śledzenie promieni światła. kÿt padania promieÿ padajþcy promieý odbity kÿt zaþamania promieý zaþamany Zachowanie się światła na granicy ośrodków i śledzenie promieni światła. Maciej Matyka

33 Śledzenie promieni światła(2). Żródło światła Obrazek Obserwator Uproszczony schemat generowania obrazu w technice śledzenia promieni światła(ang. ray tracing). Maciej Matyka

34 Śledzenie promieni światła(2). Żródło światła Obrazek Obserwator Uproszczony schemat generowania obrazu w technice śledzenia promieni światła(ang. ray tracing). Maciej Matyka

35 Model ciał miękkich z śledzeniem promieni Przykład animacji wykonanej przy pomocy wprowadzonego modeluciałmiękkich Maciej Matyka

36 Dream Equation 2 Plan wykładu Demonstracja omawianych(inietylko!)modeli Maciej Matyka

37 Symphony 2004 invitation Demonstracja2 zużyciemmodeluciałmiękkich Maciej Matyka

38 Podziękowania Plan wykładu Podziękowania Źródła Koniec Dla Kamila Trojana za przygotowanie kodu do Ray Tracingu użytego w animacji skaczącej piłki. Maciej Matyka

39 Źródła Plan wykładu Podziękowania Źródła Koniec fedkiw/ andpph/ Maciej Matyka

40 Koniec Plan wykładu Podziękowania Źródła Koniec Zapraszamy na następne wykłady z cyklu: Dyskretny urok algorytmów, 27.V.2006 Sieci bezprzewodowe, 3.VI Maciej Matyka