Учени създадоха редактор за визуализация на „физически невъзможни“ обекти

Сред инструментите за редактиране на 3D модели се появи нещо необичайно — програма за създаване и визуализация на „физически невъзможни“ обекти, като например известните рисунки на Ешер. Редакторът позволява да се генерират нови варианти на оптични илюзии, да се анализират и дори обещава пробив във физиката, като открива възможност за изчисления с използване на геодезически прави линии — най-краткия път между две точки в пространството-времето.

Инструментът е разработен от група изследователи от Масачузетския технологичен институт (MIT). Проектът, публикуван в GitHub, ще бъде официално представен този месец на конференцията SIGGRAPH. Програмата е наречена Meschers — вероятно в препратка към фамилията на автора на оригиналната графика – Мауриц Корнелис Ешер.

„Творбите на М. К. Ешер са врата към света на оптичните илюзии, които предизвикват законите на физиката с техните „невъзможни обекти“ и объркваща геометрия. Възприемането на такива рисунки зависи от гледната точка. Например, човек, който изглежда, че се качва по стълбите, може да се окаже, че слиза, ако наклоните главата си.“

се отбелязва в прессъобщението на MIT

Визуализирайки илюзии в стила на Ешер в 2,5 измерения, Meschers помага на изследователите да разберат как се формират фигури, противоречащи на обичайната геометрия, и вдъхновява за създаването на нови дизайни. Днес специалистите по компютърна графика могат да възпроизвеждат подобни илюзии в 3D само чрез огъване или разрязване на реални модели и излагането им под определен ъгъл. Такъв подход е нестабилен: достатъчно е да се промени текстурата или осветлението и ефектът изчезва. Освен това той не позволява да се решават задачи, свързани с геометрични изчисления.

Meschers създава „невъзможни обекти“, които запазват непрекъснатостта и целостта на детайлите, оставайки убедителни при всякакви промени. Това се постига чрез преобразуване на изображения и 3D модели в 2,5-измерни структури.

Освен естетическия ефект, инструментът може да помогне на геометрите да изчисляват разстояния по изкривени повърхности (геодезически прави линии) и да моделират топлинна дифузия. За художниците и дизайнерите това е възможност да работят с форми, които в реалността са невъзможни.

„Нашият инструмент позволява на математиците да анализират геометрията на невъзможни фигури толкова точно, колкото ние изучаваме реални обекти. Meschers показва, че инструментите за компютърна графика не трябва да се ограничават в рамките на физическата реалност. С негова помощ художниците могат да създават форми, които не съществуват и не могат да съществуват в нашия свят.“

допълват изследователите

Сред спонсорите на разработката са компанията Adobe Systems и структури на Министерството на отбраната на САЩ. За Adobe интересът е очевиден, а за военните вероятно ценността на проекта се крие в перспективите за автономна навигация.