Công bố công trình ứng dụng tạo bước tiến mới trong kỹ thuật làm phim hoạt hình 3D bằng nền tảng toán học trên tạp chí số 1 ngành Đồ họa máy tính

Công trình này cũng đã được ĐH California đưa tin:
1) https://www.universityofcalifornia.edu/news/animations-are-true-life
2) http://www.ucmerced.edu/news/2017/mathematicians-making-strides-toward-lifelike-animations

Khi xem phim hoạt hình thế hệ trước (2D), ta có thể hiểu sơ bộ là các nhà làm phim sử dụng kỹ thuật vẽ tay truyền thống. Đến với phim hoạt hình 3D thời nay, bạn sẽ không khỏi trầm trồ khen ngợi nghệ thuật bắt chước cuộc sống giống như thật một cách kinh ngạc. Vậy làm thế nào để các nhà làm phim có thể tạo ra các phim với hiệu ứng chuyển động 3D vô cùng chân thực như vậy? Câu trả lời đằng sau những thành quả công nghệ này, theo GS. Vũ Thái Luân nằm một phần lớn ở Toán học. GS Luân cùng cộng sự đã ứng dụng Toán học để tạo nên bước tiến mới trong kỹ thuật làm phim hoạt hình 3D.

Toán học có vai trò quan trọng vì cần thiết lập các phương trình toán học mô tả sự chuyển động của các sự vật/nhân vật (chẳng hạn như sử dụng các định luật vật lý của Newton về chuyển động). Kết nối lại sẽ thu được một hệ các phương trình gọi là hệ động lực học gồm hàng nghìn, trăm nghìn hay hàng triệu điểm dữ liệu. Trong đồ họa máy tính, một ví dụ tiêu biểu để thử thách các kỹ thuật mô phỏng là chuyển động của tóc (trong cảnh phim một cô gái với mái tóc dài gồm hàng trăm nghìn sợi tóc, hất mái tóc tung bay trong gió). Thử tưởng tượng, để mô phỏng sự di chuyển của tóc, mỗi sợi tóc được gắn bởi một phương trình trong hệ. Khi tóc trên đầu rung có thể ảnh hưởng đến chuyển động của các sợi bên cạnh nó (va chạm vào nhau), tất cả các điều đó được kết nối và thể hiện bằng phương trình toán học.

Hình ảnh mô phòng chuyển động tóc trong phim hoạt hình 3D

Theo GS Luân công trình này sử dụng một kỹ thuật Toán học mới cho phép tăng nhanh tốc độ tính toán gấp khoảng 8-22 lần (tùy ứng dụng) mà vẫn giữ được độ chính xác cần thiết. Phương pháp mô phỏng mới này có thể được ứng dụng trong sản xuất phim công nghiệp (ví dụ phim quảng cáo) và các phim hoạt hình 3D. Ưu điểm của phương pháp mới là thay vì yêu cầu máy tính xử lý qua nhiều ngày thì nay có thể hoàn tất trong vòng 1 hoặc vài giờ.

Hình ảnh mô phỏng hoạt động đôi cánh chim trong hoạt hình 3D

Hơn nữa phương pháp này khá tổng quát và có thể ứng dụng cho nhiều lĩnh vực khác. Chẳng hạn anh và cộng sự đang phát triển phương pháp này cho các hệ động lực học phân tử với ứng dụng trong công nghệ sinh học. Xa hơn thế, anh và cộng sự ở Canada cũng đang phát triển các phương pháp cho phép tăng tốc độ tính toán cho các bài toán về khí quyển với ứng dụng trong dự báo thời tiết.

GS. Vũ Thái Luân  – Đồng tác giả chính công trình nghiên cứu tạo bước tiến mới trong kỹ thuật làm phim hoạt hình 3D bằng nền tảng Toán học.

Tin: Mai Lan