Realistische Wasserwellen effizient animieren

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Realistische Wasserwellen effizient animieren

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Die realistische grafische Animation von Wasserwellen und ähnlicher Phänomene, die mit komplexen Objekten interagieren, ist entweder äußerst rechenintensiv oder, bei Verwendung schneller Berechnungsmethoden, oftmals von geringerer Qualität. Das könnte sich nun ändern.
Quelle: © Camille Schreck

Ein Forschungsteam am Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) haben nun eine Technik entwickelt, mit der Wasserwellen-Animationen realistisch, aber mit ähnlichem Rechenaufwand wie bei der Verwendung herkömmlicher Methoden erstellt werden können. Die Ergebnisse sind im Fachmagazin ACM – Transactions on Graphics erschienen.

Im Allgemeinen basieren Wasserwellensimulationen auf einer von zwei verfügbaren Methoden: Fourier-basierte Methoden sind effizient, können aber keine komplizierten Wechselwirkungen modellieren, wie zum Beispiel Wasserschläge am Ufer einer Insel. Aufwändigere, „numerische“ Techniken hingegen können eine Vielzahl solcher Effekte simulieren, sind jedoch rechenintensiver. Infolgedessen war bislang die Simulation detaillierter Szenen, wie sich bildender Uferwellen oder der Wellen eines vorbeifahrenden Bootes, aufgrund der langen Verarbeitungszeit und der benötigten Rechenleistung praktisch unmöglich. Die nun neu entwickelte Methode des Forschungsteams rund um Christoph Wojtan am IST Austria ermöglicht es, realistische Wellen und deren Wechselwirkung mit festen Objekten in großem Maßstab und auch rechnerisch effizient zu animieren.

Die Entwicklung der neuen Methode erforderte Innovation und ein tiefes Verständnis der beteiligten Physik sowie das Lösen komplexer mathematischer Gleichungen, die Wellen-Oberflächen-Wechselwirkungen modellieren. Bei der Ende Juli in Los Angeles stattfindenden internationalen Konferenz SIGGRAPH 2019 der Association for Computing Machinery (ACM) wird das Forscherteam die neue Methode vorstellen und sich mit VertreterInnen der Film- und Videospielbranche austauschen, um praktische Anwendungsmöglichkeiten auszuloten.

Weitere Informationen: Visual Computing am IST Austria
http://visualcomputing.ist.ac.at/publications/2019/FundamentalSolutionForWaterWave

Bild:  Mithilfe der neu entwickelten Methode können Wellenbewegungen auf großem Maßstab, mit hohem Genauigkeitsgrad und effizientem Recheneinsatz modelliert werden. © Camille Schreck

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