Isaac Rudomin

Durante los últimos años, en Gráficas Computacionales el Modelado Basado en Física ha emergido como un enfoque nuevo e importante para la animación y el modelado por computadora.

El comportamiento y forma de muchos objetos están determinados por sus propiedades físicas.

Por ejemplo, el como una tela se acomoda sobre los objetos de una escena, queda determinado por la fricción superficial, el tejido y los esfuerzos internos.

Una cadena suspendida entre dos puntos cuelga en un arco determinado por la fuerza de gravedad y las fuerzas entre los eslabones adyacentes de la cadena que la mantienen de una pieza.

El modelado basado en física usa tales propiedades para determinar la forma y el movimiento. E en este tipo de modelado que la distinción entre gráficas y otras ciencias se vuelven un tanto borrosa.

Por ejemplo, los cálculos que producen una razgadura en un modelo de tela al ser jalada mas alla de su resistencia están puramente en el dominio de la mecánica.

Pero los cálculos no se harían si no pudieran desplegarse de alguna manera, asi que la motivación para la investigación física es el deseo de visualizar los resultados.

Al mismo tiempo, el deseo de hacer modelos gráficos mas realistas motiva a la investigación en el proceso de modelado físico.

Las partículas son objetos que tienen masa, posición y velocidad, que responden a fuerzas, pero que no tienen extensión espacial. Como son simples, son objetos fáciles de modelar. Sin embargo exhiben un gran rango de propiedades interesantes.

Por ejemplo, una gran variedad de estructuras no rígidas pueden construirse coneectando partículas usando resortes amortiguados simples.

En muchos casos, sin embargo, hay mejores técnicas que aproximar directamente un sistema físico con masas y resortes.

El movimiento de objetos rígidos puede aproximarse por un pequeño conjunto de masas conectadas con resortes rígidos.

Desafortunadamente esta rigidez quita efectividad a los métodos numéricos, por lo que es mejor usar ténicas basadas en las ecuaciones de movimiento de cuerpos rígidos.

Un objeto rígido es uno que mantiene su tamaño t forma pero puede transladarse y rotar en el espacio.

Como solo puede cambiar su translación y rotación, si podemos determinar estos a lo largo del tiempo, sabremos todo lo que hay que saber sobre este cuerpo rígido. Eel objetivo es derivar los cambios en estas cantidades a lo largo del tiempo según la dinámica Newtoniana.

Otro caso especial es el de cuerpos deformables. Pueden aproximarse por mallas regulares de masas y resortes pero puede ser mejor formular métodos especificos que utilicen las ecuaciones de movimiento de objetos flexibles.

Se usan para modelar una gran variedad de fenómenos, por ejemplo ropa, úsculos, piel, cara, cabello. Se usan en visión para segmeentar y seguir partes interesantes de imágenes.

Otros objetos que puedeb modelarse usando modelos físicos son los fluídos, los cuales pueden modelarse usando sistemas de partículas acopladas.

Los métodos utilizados en las áreas de la física e ingeniería relacionadas, aunque exactos, no cumplen con el criterio de eficiencia, muy necesario para el comportamiento a interactivo de los sistemas de simulación visual, de animación y modelado.

Una aplicación interesante involucra el simular peces artificiales con locomoción autónoma, percepción y aprendizaje en un mundo físico simulado.

Otra aplicación interesante controla un modelo facial mediante el análisis de una secuencia de imágenes (video).

Otra aplicación involucra el simular el comportamiento de manadas de animales (o robots) que pueeden evitar obstáculos, pensnado en cada animal como una partícula.

X-Aeroo

El programa está disponible entre los demás de la librería de sharewe y Freeware del capítulo, en este mismo boletín pueden verificar el contacto y los teléfonos para obtenerlo.

Aquellos con curiosidad sobre el desarrollo del programa X-Aero y con acceso a internet pueden buscar las siguiente página del World Wide Web.

X-Aero: home page www.informatik.uni-stuttgart.de/ipvr/bv/aero/aero.html

O lo pueden conseguir via FTP en ftp.informatik.uni-stuttgart.de/pub/AERO/