La generación de formas biológicas a partir de algoritmos matemáticos siempre ha representado un reto para los matemáticos y los artistas digitales. A pesar de los grandes avances realizados en los últimos años, todavía resulta difícil renderizar un árbol que pueda hacerse pasar por real. Una nueva técnica puesta a punto por Peter Hall y Chris Li, de la Universidad de Bath, permite la generación automática de árboles a partir de fotos o vídeos. Los resultados son asombrosos.
Una necesidad para artistas y científicos
Los artistas de diferentes áreas a menudo necesitan contar con árboles generados digitalmente. Los arquitectos los utilizan para “decorar” sus maquetas virtuales, los desarrolladores de videojuegos los emplean para ambientar sus creaciones y los científicos suelen emplearlos en algunos trabajos de simulación.
Del reto técnico a la nueva herramienta
Hace 10 o 12 años, el poder de cálculo y la resolución de un ordenador convencional resultaban completamente inadecuados para lograr crear un árbol convincente en un tiempo “razonable”. Si se disponía de suficiente tiempo —algunas horas o días— era posible crear un árbol capaz de pasar por uno real, pero si se requería la generación de un bosque en tiempo real, como parte de un juego, era imposible hacer algo mínimamente realista. Actualmente, los ordenadores dotados de CPUs de múltiples núcleos, junto a algunos algoritmos realmente ingeniosos basados en los fractales, han logrado que muchos juegos o programas de diseño sean capaces de “crear” árboles sueltos o pequeños grupos de ellos en tiempo real.
De todos modos, la tarea del “diseño” del árbol sigue siendo más o menos tediosa. No se trata solamente de crear un par de ramas y llenarlas de hojas al azar. Para que el árbol resultante parezca de verdad, hay que tener en cuenta, por ejemplo, la acción de la gravedad o la iluminación de cada hoja. Si se quieren obtener buenos resultados, hay que dedicar un montón de tiempo a definir todos esos parámetros.
Afortunadamente, siempre hay alguien que tiene una buena idea que se termina transformando en una herramienta capaz de “automatizar” este tipo de procesos. En este caso, Peter Hall y Chris Li, del Department of Computer Science de la Universidad de Bath, han creado un software capaz de “observar” el vídeo de un árbol (o de un grupo de ellos) y generar un equivalente sintético que imite a la perfección no solo su forma y color, sino también la manera en que sus hojas y ramas se mecen con el viento.
Un dolor de cabeza para los animadores
Hall explica que “para los animadores, la representación de árboles ha sido siempre un dolor de cabeza. Los árboles se mueven de forma irregular, y es muy difícil lograr un movimiento que parezca realista.” Intentar crear imágenes realistas también es costoso. “Es tan caro que la animación tradicional a menudo utiliza árboles estáticos, salvo en las películas de gran presupuesto. En los gráficos por ordenador, los modelos de árboles son muy difíciles de producir”, continúa Hall. “Con nuestro sistema, el usuario puede producir nuevos árboles de una misma variedad, cada uno con detalles individuales. Podemos también controlar su movimiento muy finamente, y simular diferentes condiciones climáticas, las diferentes estaciones, e incluso hacerlos bailar al ritmo de la música”, finaliza.
Chris Li, que desarrolló buena parte de este software para su doctorado en Bath, agrega que su sistema “proporcionara a los animadores un método más rápido y barato a la hora de crear fondos animados.” Y no solo eso. Li agrega que “en el futuro queremos utilizar esta misma técnica para animar a otros objetos como las nubes, agua, fuego y humo.” Si lo logran, el cine de animación, los efectos especiales y sobre todo los juegos de vídeo ya no serán los mismos.
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