Verschiedene Stoffe unter der gleichen Lichtquelle
Verschiedene Stoffe unter der gleichen Lichtquelle (Bild: UCSD)

Simulation von Stoffen: Faden für Faden zum richtigen Licht

Verschiedene Stoffe unter der gleichen Lichtquelle
Verschiedene Stoffe unter der gleichen Lichtquelle (Bild: UCSD)

Nach den Haaren kommt die Kleidung: Die US-Wissenschaftler, die für "Rapunzel - neu verfönt" die Haaranimationen beschrieben haben, widmen sich nun der Lichtbrechung bei Stoffen. Das Verfahren ist so einfach, dass es sowohl für Kinofilme als auch für Computerspiele genutzt werden kann.

Anzeige

In einer wissenschaftlichen Arbeit beschreibt ein Team der kalifornischen Universität von San Diego ein mathematisches Modell, mit dem sich die Beleuchtung von Textilien realistisch simulieren lässt. Leiter der Studie war Iman Sadeghi, der inzwischen auch für Google arbeitet und seine Doktorarbeit an der Universität zur Simulation von Haaren verfasst hat. Auf Basis dieser Modelle wurden die Haare für den Film "Rapunzel - neu verfönt" gestaltet. Für Filme, aber auch Computerspiele soll sich auch das neue Modell für Stoffe eignen. Ähnlich wie bei der Simulation von Haarsträhnen widmeten sich die Forscher dabei den einzelnen Fäden, aus denen ein Stoff gewoben ist. Diese untersuchten sie an echtem Material unter anderem mit Mikroskopen.

  • Verschiedene Webmuster von Stoffen als 3D-Modell
  • Acht verschiedene Stoffe, manche fiktiv, unter derselben Lichtquelle
  • Oben ein Foto von echtem Satin, darunter das simulierte Material (Bilder: UCSD)
  • Mikroskopaufnahmen von echten Stoffen
Oben ein Foto von echtem Satin, darunter das simulierte Material (Bilder: UCSD)

Dabei stellte sich heraus, dass nicht nur das Garn selbst - etwa Leinen oder Seide - ganz spezifische Eigenschaften bei der Interaktion mit Licht aufweist. Es kommt auch darauf an, mit welcher Webtechnik das Garn zu einem Stoff zusammengesetzt ist. Solche feinen Strukturen lassen sich mit klassischer 3D-Technik wie der Rasterung nur schlecht erfassen, die Zahl der Elemente ist viel zu groß.

Also vereinfachten die Forscher die gewobenen Fäden in Form von Zylindern, einer der einfachsten geometrischen Formen. Die Zylinder müssen dabei nicht unbedingt einem einzelnen Faden entsprechen, wenn das Modell einmal erstellt ist, kann auch die Kombination der Webtechnik mehrere Fäden in Form von einem Zylinder darstellen.

Simulation von Stoffen, die es gar nicht gibt

Diese Modelle der Stoffe glichen die Forscher mit Mikroskopaufnahmen so lange ab, bis sich die Brechung des Lichts und die manchmal dabei entstehenden Farbveränderungen auch im Computer realistisch zeigten. Wenn Werte wie Brechungsindex und Reflexionsfaktor bekannt sind, lassen sich damit sogar Stoffe simulieren, die es gar nicht gibt. Als ein Beispiel konstruierten die Wissenschaftler ein Gewebe aus Seide und Polyester mit einer ungewöhnlichen Webtechnik.

Durch die vergleichsweise einfache Erstellung der 3D-Modelle soll sich das Verfahren in der Computeranimation schnell durchsetzen. Die Wissenschaftler sind der Meinung, dass als einzige Alternative der CT-Scan von realen Stoffen vergleichbare Ergebnisse liefern würde, was für die meisten Anwendungen viel zu teuer und langwierig ist.

Die Simulation von komplexen Strukturen ist auch bei Spielegrafik ein Feld, das immer weiter erforscht wird. Zuletzt erregte das von AMD mitentwickelte Verfahren TressFX Aufsehen, das im letzten Tomb-Raider-Spiel der Protagonistin Lara Croft physikalisch korrekt bewegtes Haar bescherte. Im Unterschied dazu kümmert sich die aktuelle Arbeit der US-Forscher aber nicht um die Bewegung, sondern nur um die Beleuchtung.


Neuro-Chef 19. Aug 2013

Plastikhaft? Ich finde eher, dass seit ein paar Jahren diverse Oberflächen seltsam...

Natchil 13. Aug 2013

Etwa mit einer Art genetischen Algorithmus, der immer das beste Ergebnis nimmt? Würde...

Kommentieren



Anzeige

  1. Produktsoftwareentwickler Vorentwicklung Cloud / Serverplattform (m/w)
    Robert Bosch Car Multimedia GmbH, Hildesheim
  2. IT-Support Mitarbeiter/in
    Patent- und Rechtsanwälte Hoffmann Eitle, München
  3. Teamleiter E/E (m/w)
    MBtech Group GmbH & Co. KGaA, Mannheim
  4. Vermessungstechniker/in / Geomatiker/in
    Landratsamt Göppingen, Göppingen

 

Detailsuche


Spiele-Angebote
  1. HEUTE RELEASE: Grim Fandango Remastered
    11,89€
  2. NEU: Assassins Creed Unity PC Download
    29,97€
  3. The Elder Scrolls Online: Tamriel Unlimited (PC)
    14,99€ (ab dem 17. März kostenlos ohne Abo spielbar!)

 

Weitere Angebote


Folgen Sie uns
       


  1. Lunar-X-Prize

    Google zeichnet Mondfahrer aus

  2. Raumfahrt

    Lightsail segelt mit dem Sonnenwind um die Erde

  3. Nachfrage stagniert

    Foxconn will Arbeitskräfte abbauen

  4. 1 GBit/s

    Google Fiber kommt in vier weitere Städte

  5. Frontier Development

    Vom Weltall auf die Achterbahn

  6. The Witcher 3

    Hinter den Kulissen der Konsolenoptimierer

  7. SNet

    Kubas privates Internet

  8. Prozessor

    AMDs Zen soll acht Kerne in 14-nm-Technik bieten

  9. 1 GBit/s

    Bundesnetzagentur bereitet Weg für LTE-Advanced und 5G

  10. Snapdragon 810

    Auch Oneplus soll Probleme mit Qualcomms Chip haben



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de



Sony Alpha 7 II im Test: Fast ins Schwarze getroffen
Sony Alpha 7 II im Test
Fast ins Schwarze getroffen
  1. Systemkamera Olympus kündigt neues Modell im OM-D-System an
  2. Seek XR Wärmebildkamera mit Zoom für Android und iOS
  3. Geco Mark II Federleichte Actionkamera für den Brillenbügel

Neues Betriebssystem: Microsoft nennt viele neue Details zu Windows 10
Neues Betriebssystem
Microsoft nennt viele neue Details zu Windows 10
  1. Technical Preview mit Cortana Windows 10 Build 9926 steht zum Download bereit
  2. Microsoft Nicht alle Windows-Phone-Smartphones erhalten Windows 10
  3. Surface Hub Microsoft zeigt Konferenzsystem mit Digitizer und Windows 10

Spionage oder Imageaufwertung?: Deutsche Behörden nennen es Social Media Intelligence
Spionage oder Imageaufwertung?
Deutsche Behörden nennen es Social Media Intelligence
  1. Soziales Netzwerk Justizministerium kritisiert Facebooks neue AGB
  2. jobbörse.com Xing kauft Suchmaschine für 6,3 Millionen Euro
  3. Voice-over-IP Facebook Messenger könnte geöffnet werden

    •  / 
    Zum Artikel