Úvod do rozdělení plochy

Ahoj, já jsem Tony DeRose. Jsem počítačový vědec tady v Pixaru. Ve filmech od Pixaru se to, jak postavy vypadají a jak se chovají, velmi liší. Ale jedna věc, kterou mají společnou, je, že nevypadají počítačově. Mají uvěřitelný přirozený vzhled. První krok k vytvoření takového přirozeného vzhledu se nazývá modelování. Tenhle typ modelů jsme nemysleli. Tenhle typ modelů jsme mysleli! Modelování je tvoření virtuálního trojrozměrného tvaru na počítači. Největší problém modelování postavy, která vypadá uvěřitelně, je vytvoření jejich povrchu tak, aby se zdál pravidelný nehledě na to, jak blízko nebo daleko jsou od kamery. Počítač nejjednodušeji pracuje se základními tvary jako jsou plochy a válce, ale my potřebujeme tvořit mnohem komplikovanější tvary. To zní jako složitý problém. Ale my jsme to zvládli rozdělit do dvou jednoduchých kroků, které je lehké vypočítat na počítači. Zjistili jsme, že k vytvoření vyhlazených povrchů lze použít algoritmus zvaný rozdělení plochy. Takhle to funguje. Začněme jednoduchým příkladem v rovině. Tu vyznačíme rovnými linkami, definovanými čtyřmi body. První věc, kterou udělám, je, že přidám středové body každé úsečky. Budu tomu říkat rozdělovací krok. Dále trochu uhladím tento tvar. Posunu každý bod do půlky k jeho pravému sousednímu bodu a pak všech osm bodů spojím. Budu tomu říkat průměrování. To je dobrý začátek. Křivku ale můžu uhlazovat dále tím, že to udělám znova. Rozdělení a pak průměrování, a pak ještě jednou. Dokonce mohu tyto dva kroky, rozdělení a průměrování, spojit dohromady do spojeného kroku zvaného rozdělení. To je jednodušší. Opravdu super věc na tomto řešení je, že vám to dovolí animovat celou křivku jen pohybováním původních čtyř bodů. Naše postavy nejsou jen rovinné křivky. Mají na sobě povrch a zaujímají místo v prostoru. Ale stejný princip rozdělení a průměrování se uplatňuje ve třech rozměrech. A pořád to můžete animovat použitím jen několika bodů. Takže jsme vyřešili složitý problém vykreslování křivek tím, že jsme ho rozdělili do kroků, které můžeme vyřešit matematicky.