Czy kiedykolwiek zachwyciły Cię zadziwiające dzieła sztuki M.C. Eschera, wypełnione zaprzeczającą rzeczywistości geometrią, taką jak nieskończenie zapętlone schody lub wodospady płynące pod górę? Te artystyczne arcydzieła, znane jako “obiekty niemożliwe”, z pewnością wprawiają w osłupienie, przecząc prawom fizyki i geometrii. W świecie 2D takie iluzje są możliwe, ale przełożenie ich na 3D zawsze stanowiło zagadkowe wyzwanie.
Tworzenie tych iluzji w 3D często wiązało się z umiejętnym przycinaniem i rozmieszczaniem rzeczywistych obiektów 3D pod określonymi kątami. Jednak podejście to ma swoje ograniczenia. Wystarczy zmienić oświetlenie lub wygładzić obiekt, a odtworzona scena się rozpada. Co więcej, struktur tych nie można wykorzystać do dokładnych obliczeń geometrycznych, ponieważ nie istnieją one naprawdę w przestrzeni 3D.
Aby sprostać tym wyzwaniom, naukowcy z MIT's Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) opracowali innowacyjne narzędzie: Meschers. Choć brzmi to nieprawdopodobnie, Meschers tworzy reprezentacje 2.5D niemożliwych obiektów. Ta przełomowa technologia umożliwia artystom i naukowcom traktowanie tych kształtów jako rzeczywistych, przy jednoczesnym zachowaniu ich iluzorycznej natury.
W odróżnieniu od tradycyjnego modelowania 3D, Meschers nie próbuje wtłoczyć tych niemożliwych kształtów w sztywną, spójną formę trójwymiarową. Zamiast tego modeluje je tak, jak je postrzegamy, wykorzystując znane współrzędne x i y oraz względne różnice głębokości między sąsiednimi pikselami. To charakterystyczne podejście oddaje prawdziwą istotę niemożliwych obiektów, omijając ograniczenia wynikające z fizycznej wykonalności.
Siła Meschers leży w jego zdolności do pracy z “lokalnie spójnymi” regionami. Weźmy na przykład słynny Trójkąt Penrose'a na przykład. Każdy z jego rogów wydaje się fizycznie możliwy, ale cały kształt jest niemożliwy do uzyskania w 3D. Meschers, przyjmując tę sprzeczność, pozwala na indywidualne modelowanie różnych części obiektu, bez zmuszania ich do dostosowania się do jednej globalnej geometrii.
To innowacyjne podejście otwiera nowy świat możliwości projektowych. Artyści mogą teraz tworzyć złudzenia optyczne, które pozostają wizualnie spójne nawet po zmianie oświetlenia lub wyglądu. Z drugiej strony, naukowcy mogą wykorzystać to narzędzie do wykonywania zaawansowanych obliczeń, takich jak symulacja dyfuzji ciepła lub pomiar odległości geodezyjnych na powierzchniach, które w przeciwnym razie stanowiłyby wyzwanie matematyczne.
W jednym z intrygujących eksperymentów zespół zastosował Meschers do “impossibagel” - bajgla zacienionego w niefizycznie możliwy sposób. Korzystając z tego narzędzia, byli w stanie symulować przenoszenie ciepła przez powierzchnię i obliczyć czas, w którym mrówka może przeczołgać się z jednej strony na drugą - spostrzeżenia, które mogą okazać się cenne zarówno w badaniach naukowych, jak i branżach kreatywnych.
Dla Any Dodik, głównej autorki i doktorantki MIT, Meschers oznacza artystyczne wyzwolenie. Uważa ona, że ta nowa klasa kształtów odblokowana przez Meschers może stanowić nieocenioną pomoc dla naukowców zajmujących się percepcją, pomagając im zrozumieć, w którym momencie obiekt naprawdę staje się niemożliwy. Justin Solomon, profesor nadzwyczajny elektrotechniki i informatyki na MIT, zgadza się z tym, podkreślając, że Meschers pokazuje, w jaki sposób narzędzia grafiki komputerowej nie muszą być skrępowane ograniczeniami fizycznej rzeczywistości.
W miarę postępów zespół koncentruje się na zwiększeniu dostępności Meschers. Planują zaprojektować przyjazny dla użytkownika interfejs i zwiększyć możliwości narzędzia do obsługi bardziej złożonych scen. Współpracują również z naukowcami zajmującymi się percepcją, aby zbadać, w jaki sposób nasze mózgi dekodują te niemożliwe kształty i jak Meschers może pomóc nam lepiej zrozumieć percepcję wzrokową.
Poza tym, że Meschers jest cudem technologicznym, stanowi pomost między wyobraźnią a obliczeniami, oferując twórcom swobodę zagłębiania się w światy, które nie istnieją i nie mogą istnieć w naszym fizycznym wszechświecie. Chcesz dowiedzieć się więcej? Poniżej znajduje się oryginalny artykuł MIT News..
Ta strona używa plików cookie.