Dịch
bởi Võ Đức Huy
Đưa
sức sống vào những hình ảnh
Phát
minh của Hamilton đang được dùng trong nhiều ứng dụng đồ họa để di chuyển các vật
thể và tạo ra chuyển động. Hai trong số những công cụ quan trọng nhất của đồ họa
máy tính là deformation (biến dạng) và interpolation (nội suy). Phép nội suy và
các kỹ thuật keyframing gồm việc xác định vị trí và hình dạng ban đầu và kết
thúc của vật thể rồi cho máy tính tìm ra các trạng thái trung gian, như trong
hình dưới.
Deformation
là cách tạo ra những vật thể phức tạp từ những vật đơn giản. Một tấm vải phủ
lên một quả cầu bị biến dạng, như trong hình dưới, có thể được tìm ra bằng cách
biến đổi toán học cùng một cảnh với quả cầu bình thường. Cả deformation và
interpolation đều cần các kỹ thuật toán nhanh và ổn định mà các phương pháp dựa
trên quaternion có thể đáp ứng.
Làm
cho Gollum trông như thật
Những
kỹ thuật mô tả ở trên là những công cụ cốt yếu cho hoạt hình cổ điển, và chúng
ta có thể hài lòng với kết quả của chúng trên những nhân vật hoạt hình. Nhưng
khi dùng để mô tả con người thì chúng ta ngay lập tức nhận ra lỗi. Để tạo những
chuyển động giống thật, nói chung việc thu chuyển động là cần thiết.
Nhiều
nhân vật, như Gollum trong phim Chúa tể của những chiếc nhẫn, được xây dựng với
việc thu chuyển động. Điều này được thực hiện bằng cách gắn các máy cảm ứng vào
người tật trên những điểm chính trên cơ thể họ- đầu, vai, khuỷu tay, cằm,vv.
Các diễn viên được quay bởi nhiều camera và sự thay đổi vị trí của các máy cảm ứng
được ưu trên máy tính. Một bộ xương liền được làm cho khớp với dữ liệu ba chiều.
Cuối cùng, các kỹ thuật được nêu ở trên được dùng để thêm thịt vào xương và tạo
ra một nhân vật sống, thở và đi lại.
Nếu
bạn xem đoạn credit ở cuối phim thì sẽ thấy một lượng lớn những tài năng sáng tạo
tham gia làm một bộ phim thành công: kịch bản, đạo diễn, diễn viên, thiết kế
trang phục, thiết kế trường quay… và danh sách tiếp tục. Nhưng một cái tên thường
bị bỏ quên trong danh sách- toán học. Phần lớn phim ngày nay sẽ không tồn tại nếu
không có hình học của ray tracing hay các quaternion xoay các vật trong không
gian. Vậy lần tới khi bạn xem một phim 3D, hãy nâng bắp rang cho Toán học, ngôi
sao thầm lặng của bộ phim.
Về tác giả
Joan Lasenby read Mathematics at Trinity College
Cambridge. This was followed by a PhD in the Physics department in the Radio
Astronomy Group. After a brief spell in industry working for Marconi, she
returned to academia and is now a University Lecturer in the Signal Processsing Group of the Cambridge University Engineering Department and a
Fellow and Director of Studies at Trinity College. Her research interests lie
in the fields of computer vision, computer graphics, image processing, motion
capture and geometric algebra.