Arboles renderizados a partir de vídeos

La generación de formas biológicas a partir de algoritmos matemáticos desde siempre ha representando un reto para los matemáticos y artistas digitales. A pesar de los grandes avances realizados en los últimos años, aun 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 arboles a partir de fotos o vídeos. Los resultados son asombrosos.

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. Hace 10 o 12 años el poder de cálculo y la resolución de un ordenador convencional resultaba completamente inadecuado 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, por ejemplo- 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” arboles 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.

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.