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.
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/8/8b/Metaballs.png/200px-Metaballs.png)
2: La influencia de una metaball negativa en una metaball positiva al crear una hendidura en la superficie de la metaball positiva.
Definición
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. Luego,
representa si el volumen encerrado por la superficie definida por metaballs se llena en o no.
Implementación
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/6/6d/Metaball_contact_sheet.png/220px-Metaball_contact_sheet.png)
Tenga en cuenta que las dos metabolas más pequeñas se combinan para crear un objeto más grande.
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 es 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 ]
Cuando se busca una función de reducción más eficiente, se desean varias cualidades:
- Soporte finito . Una función con soporte finito llega a cero en un radio máximo. Al evaluar el campo de metaball, se puede ignorar cualquier punto más allá de su radio máximo desde el punto de muestra. La búsqueda de vecinos más cercanos puede garantizar que solo se deben evaluar las metabolas adyacentes, independientemente del número total en el campo.
- Suavidad . Debido a que la isosuperficie es el resultado de sumar los campos, su suavidad depende de la suavidad de las curvas de caída.
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 .
Los modelos más complicados usan un potencial gaussiano restringido a un radio finito o una mezcla de polinomios para lograr suavidad. El modelo Soft Object de los hermanos Wyvill proporciona un mayor grado de suavidad y aún evita las raíces cuadradas. [ cita requerida ]
Una generalización simple de las metabolas es aplicar la curva de caída a la distancia desde las líneas o la distancia desde las superficies.
Hay varias formas de representar las metabolas en la pantalla. En el caso de las metabolas tridimensionales, las dos más comunes son el raycasting de fuerza bruta y el algoritmo de cubos de marcha .
Las metaballs 2D fueron un efecto de demostración muy común en la década de 1990. El efecto también está disponible como módulo XScreensaver .
Referencias
- ^ https://artofjoe.blogspot.com/2007/10/digital-sculpting-tutorial.html
- ^ http://steve.hollasch.net/cgindex/misc/metaballs.html
- ^ "El" efecto gelatina "ha sido muy popular recientemente y se ha utilizado en muchas animaciones.… | Tutorial de efectos posteriores, tutoriales de efectos posteriores de Adobe, tutorial de gráficos en movimiento" . Pinterest . Consultado el 11 de agosto de 2020 .
Otras lecturas
- Blinn, JF (julio de 1982). "Una generalización del dibujo de superficies algebraicas" . Transacciones ACM en gráficos . 1 (3): 235–256. doi : 10.1145 / 357306.357310 .
enlaces externos
- Artículo sobre superficies implícitas de Paul Bourke
- Artículo de Meta Objects de Blender wiki
- Artículo de Metaballs del sitio web de SIGGRAPH
- " Exploring Metaballs and Isosurfaces in 2D ", 3 de septiembre de 2008, Stephen Whitmore, gamedev.net