Los próximos animales generados por computadora en King Kong o El Rey León podrían parecer mucho más realistas gracias a un gran avance de los científicos informáticos de la Universidad de California.

Los investigadores de UC San Diego y UC Berkeley desarrollaron un método que mejora drásticamente la forma en que las computadoras simulan el pelaje. y mas especificamente, la forma en que la luz rebota dentro de la piel de un animal.

El equipo presentó recientemente sus hallazgos en la conferencia SIGGRAPH Asia en Tailandia.

"Nuestro modelo genera simulaciones mucho más precisas y es 10 veces más rápido que el estado de la técnica, "dijo Ravi Ramamoorthi, uno de los autores principales del artículo y director del Center for Visual Computing en UC San Diego.

El método podría aplicarse a todo, desde videojuegos, a efectos especiales generados por computadora, a películas animadas por computadora.

Un problema con los modelos existentes es que fueron diseñados para crear cabello generado por computadora, y no funcionan bien para las pieles. Eso es porque la mayoría de estos modelos no tienen en cuenta el cilindro central, o médula, presente en cada fibra de piel. La médula en el pelaje es mucho más grande que en el cabello humano y el paso de la luz y su dispersión a través de ese cilindro es muy importante para la apariencia del pelaje. Hasta aquí, la mayoría de los investigadores han ignorado la médula y han construido modelos que siguen un rayo de luz cuando rebota de una fibra de piel a la siguiente. Como resultado, los modelos existentes requieren una enorme cantidad de cálculos y son costosos y lentos.

Por el contrario, Los investigadores de UC San Diego y UC Berkeley utilizaron un concepto llamado dispersión subterránea para aproximar rápidamente cómo rebota la luz alrededor de las fibras de piel. Esencialmente, La dispersión del subsuelo describe cómo la luz entra en la superficie de un objeto translúcido, como el pelo o la piel, en un punto; se dispersa en varios ángulos; interactúa con el material del objeto; y luego sale del objeto en un punto diferente. Este concepto se comprende bien y se utiliza a menudo en simulaciones en los campos de los gráficos por computadora y la visión por computadora.

En la vida real, Puede observar la dispersión subterránea encendiendo la linterna de su teléfono inteligente y cubriéndola con el dedo en una habitación donde las luces se han atenuado. Verás un anillo de luz porque la luz ha entrado por tu dedo, esparcidos por dentro y luego volviendo a salir. (La luz es roja porque no es absorbida por el cuerpo, a diferencia de la luz verde y azul.)

Para aplicar las propiedades de la dispersión subsuperficial a las fibras de la piel, los investigadores utilizaron una red neuronal.

"Estamos convirtiendo las propiedades de la dispersión subterránea en fibras de piel, "dijo el estudiante de doctorado Ling-Qi Yan, de UC Berkeley, quien trabajó en el estudio bajo la dirección de los profesores de ciencias de la computación de UC San Diego Ravi Ramamoorthi y Henrik Wann Jensen. "No existe una forma física o matemática explícita de realizar esta conversión. Por lo tanto, necesitábamos usar una red neuronal para conectar estos dos mundos diferentes".

La red neuronal solo necesitaba ser entrenada con una escena antes de poder aplicar la dispersión del subsuelo a todas las diferentes escenas en las que se presentó. Esto dio como resultado que las simulaciones se ejecutaran 10 veces más rápido que el estado de la técnica.

El algoritmo resultante funciona tan bien para el pelo como para el pelo. En efecto, la apariencia del cabello humano renderizado con el nuevo método es más realista.

Los siguientes pasos incluyen el uso del método para renderizar el pelaje y el cabello en tiempo real.