4 آگوست 2022 -توسط اندرو مایرز، دانشگاه استنفورد
توپی با موقعیت‌ها و سرعت‌های شروع به‌طور تصادفی در یک قلعه شنی پرتاب می‌شود. با استفاده از پرس و جوهای اکتشافی، کاربر می تواند بلافاصله به نمونه ای بپرد که در آن برجک جلوی سمت چپ در پایان انیمیشن شکسته می شود. اعتبار: Purvi Goel
به انیماتورهای کامپیوتری که وظیفه دارند به دنیاها و شخصیت‌های خیالی جان بخشند، شبیه‌سازهایی کمک می‌کنند که می‌توانند بسیاری از راه‌های ممکن حرکت یک شی یا سیال را در یک فضای فیزیکی مدل‌سازی کنند. این شبیه سازها که به عنوان “حل کننده” شناخته می شوند، شروع قابل توجهی در کار انیمیشن ایجاد می کنند. اما یک گرفتاری وجود دارد. از آنجایی که رایانه‌ها سریعتر شده‌اند، این حل‌کننده‌ها اغلب گزینه‌های زیادی را برای انیماتور ایجاد می‌کنند تا بتواند به طور مؤثری به دنبال گزینه مناسب باشد.
Purvi Goel، کاندیدای دکترای علوم کامپیوتر در استنفورد، گفت: “یک شبیه ساز می تواند هزاران گزینه را برگرداند. مرتب کردن آنها به قدری زمان بر است که این حل کننده های مفید را نمی توان به طور کامل مورد استفاده قرار داد.
دانشمندان آنها را «مرور جهان‌های یکپارچه» می‌نامند و رویکرد خود را در کنفرانس آینده SIGGRAPH 2022 در ونکوور، بریتیش کلمبیا، اولین گردهمایی سالانه برای گرافیک کامپیوتری و تکنیک‌های تعاملی، معرفی خواهند کرد. این رویکرد می‌تواند هم روند جستجوی انیماتورها را سرعت بخشد و هم با محدود کردن گزینه‌هایی که شبیه‌سازها باید طی کنند، زمان و هزینه محاسبه را کاهش دهد. در نهایت، محققان امیدوارند که به هنرمندان و دانشمندان این امکان را بدهد که با سهولت و کارایی بی نظیر با حل کننده ها ارتباط برقرار کنند.
جیمز که استاد علوم کامپیوتر است، می‌گوید: «ما این تضاد جالب را در این زمینه داریم که هر سال رایانه‌ها سریعتر، موازی‌تر می‌شوند و می‌توانند کارهای بیشتری انجام دهند، اما این انسان‌ها هستند که به حداکثر می‌رسند.»
پارامترها و زمان
حل کننده ها توسط پارامترهای ورودی کنترل می شوند – ابعاد فیزیکی شی در انیمیشن. در یک مثال، محققان از مرور جهانی یکپارچه برای متحرک سازی یک سالن بولینگ خیالی استفاده کردند. پارامترها شامل سرعت شروع و موقعیت توپ است.
یک حل کننده به سادگی پارامترها را به صورت تدریجی و یک به یک طی می کند و بسیاری از نتایج بالقوه را در طول زمان شبیه سازی می کند. نکته کلیدی این است که پارامترهای ورودی زیادی وجود دارد و هر چه انیمیشن طولانی تر و پیچیده تر باشد، پارامترها و زمان محاسبه بیشتری برای ایجاد شبیه سازی مورد نیاز است و گزینه های بیشتری تولید می شود.
گوئل توضیح داد: اگر شما یک انیماتور هستید و ایده‌ای در ذهن دارید، باید آن پارامترها را به صورت دستی تنظیم کنید، سپس تمام نتایج را یکی یکی مرتب کنید.
مرور جهانی یکپارچه به انیماتورها اجازه می‌دهد تا «پرس و جوهایی» ایجاد کنند تا گزینه‌ها را محدود کنند تا فرآیند شناسایی گزینه‌های نتیجه بسیار خاص آسان‌تر شود. برای مثال، پرس‌و‌جوها می‌توانند نتایج را فقط به آن‌هایی که انیماتور بیشتر به آنها علاقه‌مند است محدود کند – از جمله مواردی که یا «در» محدوده‌ای از احتمالات هستند یا برعکس، مواردی را که «در آن محدوده نیستند» استثنا می‌کنند. نمونه انیمیشن ها برای مشاهده در وب سایت محققین موجود است.
به عنوان مثال، از انیماتور خواسته می شود تا یک آرمادیلو پر شده را که در حال سقوط از یک پله مارپیچ است، متحرک کند، ممکن است پرس و جوی در مرورگر یکپارچه ایجاد کند که می گوید: «فقط گزینه هایی را به من نشان دهید که در آن آرمادیلو تا آخر می افتد و روی پایین ترین پله می آید. ” با متحرک سازی مکعب های Jell-O که به یک کاسه محدود می شوند، انیماتور می تواند گزینه ها را فقط به مواردی محدود کند که همه مکعب ها در ظرف باقی بمانند، یا شاید جایی که یکی، اما تنها یکی، بیرون می افتد. یک توپ آبی کوچک که به سمت یک قلعه شنی خیالی پرتاب می‌شود، ممکن است «نمونه‌هایی را به من بدهید که برجک جلوی چپ شکسته شده است» یا «فقط برجک بالایی» را مشخص کند.
گوئل می‌گوید اگر پرس و جوها به خوبی تعریف شده باشند، مرور جهان‌های متحد می‌تواند هزاران گزینه ممکن را به تعداد انگشت شماری کاهش دهد که برای کاربر جالب هستند. به‌علاوه، این واقعیت که این چارچوب مرور می‌تواند با همه چیز از مایعات گرفته تا دود گرفته تا جامدات شکسته کار کند – چرا که به عنوان “یکپارچه” توصیف می‌شود – آن را از گزینه‌های قبلی که دامنه آن به یک پدیده مبتنی بر فیزیک محدود بود، متمایز می‌کند.
پیدا کردن سوزن
جیمز می گوید که Unified Many-Worlds Browsing می تواند سود شگفت انگیزی در خلاقیت داشته باشد. او می‌گوید مرورگر می‌تواند احتمال یافتن گزینه «سوزن در انبار کاه» را افزایش دهد که ممکن است انیماتور هرگز تنها با حل‌کننده آن را پیدا نکرده باشد.
