ATT ANIMERA FJÄDRAR OCH FJÄLL I MAYA - Umeå universitet

Att animera fjädrar och fjäll i Maya 30
detta måste det vara möjligt att ändra tätheten i efterhand utan att kamningen går
förlorad.
I naturen växer fjädrarna i rader, med en liten variation i placeringen av varje fjäder.
Att komma fram till hur alla rader skulle ligga oavsett om det skedde automatiskt
eller manuellt skulle kräva alldeles för mycket tid. Det är dessutom osannolikt att
resultat skulle bli särskilt bra. Dock var det önskvärt att få en variation av fjädrarnas
avstånd till varandra för att få ett mindre konstgjort utseende. Perfekt symmetri är ju
ytterst ovanligt i naturen.
På en fågel varierar både fjädrarnas storlek och täthet beroende på var på kroppen
de sitter. Båda ska gå att mappa med hjälp av en textur. Utplaceringsalgoritmen ska
placera fjädrarna glesare där tätheten är lägre på fågeln och tvärtom där den är hög. I
den mappade texturen motsvarar ett vitt område maximalt täthet och ju mörkare
områdena är desto glesare ska fjädrarna sitta. På samma sätt är det när
storleksskalan på fjädrarna texturmappas.
Fjädrarna får inte penetrera vandra och får därför inte placeras i samma punkt eller
för nära varandra. Då kan problem uppstå i form av oscillationer av fjädrarnas rörelse.
I de fall att användaren skulle vilja skapa två modeller som ser exakt likadana ut
behöver utplaceringen av fjädrarna kunna återskapas.
Valet stod mellan tre olika tekniker, kollisionsdetektion av cirklar, Fast Surface
Particle Repulsion, eller någon form av sannolikhetsfördelning. Som beslutsunderlag
av vilken teknik som skulle användas jämfördes teknikerna med listan av krav som
ställdes på den slutgiltiga lösningen. Dessutom var det önskvärt att det gick så snabbt
som möjligt att få fram placeringarna eftersom system ska fungera i realtid.
8.1. Fast Surface Particle Repulsion
I artiklar om fjäder, päls- och hårlösningar förekommer ofta en teknik som kallas
Surface Particle Repulsion eller kort PR [källor som använder PR]. Heckberts (15)
variant Surface Particle Repulsion är en relativt snabb och effektiv lösning med
möjlighet att på en 100 MHz grafikdator simulera 10 000 partiklar med en iterations-
och uppritningstid på en sekund.
Fast surface particle repulsion algoritmen består av tre steg. Varje partikel har en
rörelse energi och hastighet. Hastigheten beräknas parvis mellan alla partiklar med
den Gaussiska formeln e -r²/2σ² . I formeln är r det euklidiska avståndet mellan de två
partiklarna och σ är repulsionsradien, det vill säga ett styrkemått på hur nära de får
komma varandra. Fördelen med den Gaussiska formeln är att den har ett maxvärde ≠
∞ om r = 0 vilket inte är fallet om man använder den fysikaliska formeln -1/r². En annan
fördel är att den avtar väldigt snabbt. Redan med ett avstånd på 3σ är värdet endast
1% av det maximala, partiklar längre bort än så kan man i praktiken bortse från.