2. Juli 2019

Neue Methode erlaubt effiziente Animation realistischer Wasserwellen

ComputerwissenschafterInnen des IST Austria haben eine Methode entwickelt, mit der sich Wasserwellen-Animationen mit deutlich geringerem Rechenaufwand realistisch modellieren lassen.

Mithilfe einer neu entwickelten Methode können Wellenbewegungen auf großem Maßstab, mit hohem Genauigkeitsgrad und effizientem Recheneinsatz modelliert werden.

Die realistische graphische Animation von Wasserwellen und ähnlicher Phänomene, die mit komplexen Objekten interagieren, ist entweder äußerst rechenintensiv oder, bei Verwendung schneller Berechnungsmethoden, oftmals von geringerer Qualität. ForscherInnen am Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) haben nun eine Technik entwickelt, mit der Wasserwellen-Animationen realistisch, aber mit ähnlichem Rechenaufwand wie bei der Verwendung herkömmlicher Methoden erstellt werden können. Die Ergebnisse sind im Fachmagazin ACM – Transactions on Graphics erschienen.

Im Allgemeinen basieren Wasserwellensimulationen auf einer von zwei verfügbaren Methoden: Fourier-basierte Methoden sind effizient, können aber keine komplizierten Wechselwirkungen modellieren, wie z. B. Wasserschläge am Ufer einer Insel. Aufwändigere, „numerische“ Techniken hingegen können eine Vielzahl solcher Effekte simulieren, sind jedoch rechenintensiver. Infolgedessen war bislang die Simulation detaillierter Szenen, wie sich bildende Uferwellen oder die Wellen eines vorbeifahrenden Bootes, aufgrund der langen Verarbeitungszeit und der benötigten Rechenleistung praktisch unmöglich. Die nun neu entwickelte Methode des Forschungsteams rund um Professor Chris Wojtan am IST Austria ermöglicht es, realistische Wellen und deren Wechselwirkung mit festen Objekten in großem Maßstab und auch rechnerisch effizient zu animieren.

Von der Theorie zur Industrie

Die Entwicklung der neuen Methode erforderte Innovation und ein tiefes Verständnis der beteiligten Physik sowie das Lösen komplexer mathematischer Gleichungen, die Wellen-Oberflächen-Wechselwirkungen modellieren. Bei der Ende Juli in Los Angeles stattfindenden internationalen Konferenz SIGGRAPH 2019 der Association for Computing Machinery (ACM) wird das Forscherteam die neue Methode vorstellen und sich mit VertreterInnen der Film- und Videospielbranche austauschen, um praktische Anwendungsmöglichkeiten auszuloten.

Weitere Informationen:

Visual Computing am IST Austria


Publikation:

Camille Schreck, Christian Hafner & Chris Wojtan. 2019. Fundamental Solutions for Water Wave Animation. ACM Trans. Graph. 38, 4, Article 130 (July 2019), 14 pages. DOI:10.1145/3306346.3323002

Forschungsförderung:

Das Projekt wurde finanziert über den European Research Council (ERC) unter dem Horizon 2020-Programm der Europäischen Union (Verträge Nr. 638176 und Nr. 715767), sowie das Marie Skłodowska-Curie-Förderprogramm (Vertrag Nr. 665385).



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