Metaballs

En gráficos por ordenador , metaballs son-buscando orgánicos n - dimensionales isosuperficies , caracterizadas por su capacidad para funden juntos cuando en las proximidades de crear objetos individuales, contiguos. Esta apariencia de "manchas" las convierte en herramientas versátiles, a menudo utilizadas para modelar objetos orgánicos y también para crear mallas de base para esculpir . ^[1] La técnica para renderizar metaballs fue inventada por Jim Blinn a principios de la década de 1980 para modelar las interacciones de los átomos para la serie de televisión Cosmos de Carl Sagan de 1980 . ^[2] También se lo conoce coloquialmente como el "efecto gelatina" en elcomunidad de diseño de movimiento y UX , ^{[3] que} suele aparecer en elementos de la interfaz de usuario como navegaciones y botones. El comportamiento de la metabola corresponde a la mitosis en biología celular, donde los cromosomas generan copias idénticas de sí mismos a través de la división celular.

Cada metabola se define como una función en n dimensiones (p. Ej., Para tres dimensiones ; las metabolas tridimensionales tienden a ser las más comunes, y las implementaciones bidimensionales también son populares). También se elige un valor de umbral para definir un volumen sólido. Entonces,${\ Displaystyle f (x, y, z)}$

representa si el volumen encerrado por la superficie definida por metaballs se llena o no.${\ Displaystyle m}$${\ Displaystyle (x, y, z)}$

Una función típica elegida para las metabolas es la ley del cuadrado inverso , es decir, la contribución a la función de umbral disminuye en una campana a medida que aumenta la distancia desde el centro de la metabola.

Para el caso tridimensional , ¿dónde está el centro de la metaball? Sin embargo, debido a la división, es computacionalmente costoso . Por esta razón, se suelen utilizar funciones polinomiales aproximadas . ^{[ cita requerida ]}${\ Displaystyle f (x, y, z) = 1 / {\ sqrt {(x-x_ {0}) ^ {2} + (y-y_ {0}) ^ {2} + (z-z_ {0}) }) ^ {2}}}}$${\ Displaystyle (x_ {0}, y_ {0}, z_ {0})}$

La curva de caída más simple que satisface estos criterios es , donde r es la distancia al punto. Esta formulación evita costosas llamadas de raíz cuadrada .${\ Displaystyle f (r) = (1 / r ^ {2}) ^ {2}}$

1: La influencia de 2 metaballs positivas entre sí.
2: La influencia de una metaball negativa en una metaball positiva al crear una hendidura en la superficie de la metaball positiva.

La interacción entre dos metabolas 3D positivas de diferentes colores, creadas en Bryce .
Tenga en cuenta que las dos metabolas más pequeñas se combinan para crear un objeto más grande.