Una festa visiva

Apr 23, 2024

Gli informatici apportano nuovi affascinanti metodi a SIGGRAPH 2023

Istituto di scienza e tecnologia Austria

immagine: sculture di luce 3D. Anteprima dei tatuaggi a colori. Onde dello tsunami su una spiaggia. Contributi dell'Istituto di scienza e tecnologia Austria (ISTA) alla conferenza SIGGRAPH 2023.vedere di più

Crediti: © ISTA (PCBend/M.Piovarči/C.Wojtan)

Sculture di luce 3D. Onde dello tsunami su una spiaggia. Anteprima dei tatuaggi a colori. I contributi dei gruppi Bickel e Wojtan dell’Istituto di scienza e tecnologia Austria (ISTA) alla conferenza SIGGRAPH del 2023 affrontano un’impressionante varietà di domande classiche e nuove. Sebbene i loro focus spaziino dalla grafica computerizzata ai metodi di fabbricazione, gli scienziati informatici sono uniti nel trovare soluzioni innovative ed economicamente vantaggiose e nel dare maggiore potere agli utenti. SIGGRAPH è la principale convention annuale mondiale per la computer grafica e le tecniche interattive, che riunisce gli ultimi sviluppi nel campo. Anche quest'anno si è vista un'ampia partecipazione da parte degli scienziati dell'Istituto di scienza e tecnologia austriaco (ISTA).

PCBend: una nuova pipeline accessibile per sculture luminose 3D Al giorno d’oggi, l’importanza della luce come elemento nel design, nell’arte e nell’architettura è indiscussa. Tuttavia, la progettazione e la produzione di oggetti 3D coperti di luce si sono rivelate proibitivamente costose e noiose per l’utente medio. Questo problema ha attirato l’attenzione di Manas Bhargava, uno studente di dottorato del gruppo Bickel dell’ISTA, che ha iniziato a sviluppare una pipeline facile da usare ed economica per creare e fabbricare tali strutture. Ora, Bhargava e colleghi dell’ISTA e dell’Università della Lorena, in Francia, hanno introdotto PCBend, un sistema che raggiunge esattamente questo obiettivo.

I circuiti stampati LED piatti (2D) sono economici e facili da produrre, a differenza dei circuiti curvi (3D). Per mantenere bassi i costi e sfruttare le catene di produzione esistenti, il team ha innanzitutto trovato un metodo per “appiattire” il design dell’oggetto target. "Spiegare un oggetto 3D composto da triangoli è un problema classico, con soluzioni ispirate agli origami", spiega Bhargava. “Ma dovevamo anche tenere conto dei vincoli fisici imposti dalle connessioni circuitali tra due triangoli: a differenza della carta piegata, possono rompersi”. Utilizzando tecniche di lavorazione del legno, il team ha creato cerniere speciali che avrebbero consentito al circuito stampato di piegarsi senza recidere i circuiti. Il programma del team ha ulteriormente risolto il problema del layout del circuito, collegando tutti i LED lungo un unico percorso.

Una volta impostata la mesh di progettazione 2D, questa viene prodotta e l'utente riassembla e programma i modelli di luce. "La nostra pipeline è semplice da usare, quindi gli altri possono facilmente provare le proprie idee", continua Bhargava. “Non vedo l’ora di vedere cosa faranno!” Possibili applicazioni potrebbero essere nell'arte, nel teatro e negli elementi di spettacolo dei concerti.

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Il nuovo metodo di simulazione delle onde collega acque profonde e poco profonde Il prossimo progetto si tuffa in profondità precedentemente irraggiungibili. Le equazioni che descrivono il movimento dei fluidi sono note fin dal 1800. Tuttavia, sebbene matematicamente belle, queste equazioni sono troppo costose dal punto di vista computazionale per essere utilizzate nelle simulazioni delle onde dell’acqua. In passato, scienziati e grafici si sono quindi rivolti alla teoria di Airy, che descrive perfettamente la struttura delle onde in acque profonde, o alle equazioni delle acque poco profonde, che possono gestire qualsiasi cosa vicino a una riva. Ciascuno eccelle nel proprio ambito ma fallisce nell’altro. In precedenza, gli esperti di grafica dovevano scegliere un tipo di equazione e utilizzare effetti aggiuntivi per nascondere eventuali errori visivi evidenti. Ora, il professor Chris Wojtan insieme al collaboratore di lunga data ed alunno dell’ISTA Stefan Jeschke hanno ideato il primo metodo pratico in grado di simulare sia gli effetti delle acque profonde che quelle poco profonde, nonché le interazioni tra acque profonde e poco profonde. Essenzialmente, combinano i due modelli, sfruttando i punti di forza di ciascuno e minimizzandone i punti deboli.