Nos hemos acostumbrado a ver muchos aspectos de nuestro mundo cotidiano representados mediante gráficos por computadora, pero algunos fenómenos siguen siendo difíciles incluso para los animadores más experimentados.El cabello, específicamente el cabello muy rizado que es más común en los personajes negros, sigue siendo un desafío digital notoriamente difícil.

Parte de este problema es la falta de algoritmos.En las últimas décadas se han escrito decenas de artículos técnicos proponiendo algoritmos para el cabello, pero se han centrado en las características más estrechamente asociadas con los personajes blancos: el cabello liso u ondulado.El número de artículos escritos sobre cabello muy rizado (también conocido como cabello negro) es prácticamente nulo.

Apapel nuevoserá presentado en elConferencia SIGGRAPH Asiaen diciembre es el primero en examinar las propiedades geométricas del cabello muy rizado y proponer métodos para replicar sus propiedades visuales únicas (figura 1).

Esta es la primera vez que aparece un artículo sobre este tema en la conferencia, que junto con su conferencia hermana, SIGGRAPH North America, ha existido en diversas formas durante los últimos 51 años.Considerada la conferencia más importante en el campo de la animación por computadora, asisten líderes tanto del mundo académico como de la industria.

Para el estudio, dirigido por el profesor de informática de Yale, Theodore Kim, el equipo de investigación identificó una variedad de fenómenos visuales únicos que surgen en el cabello muy rizado."Cuando dejas de pensar en el cabello como una parábola y en su lugar lo consideran una hélice de alta frecuencia, suceden muchas cosas interesantes", informó Kim.

En colaboración con el profesor experto en cabello negro A.M.Darke de la Universidad de California, Santa Cruz, el equipo rápidamente se dio cuenta de que suceden muchas más cosas con el cabello cerca del cuero cabelludo.Los folículos en esa región a menudo forman una capa gruesa y esponjosa, pero a medida que se alejan del cuero cabelludo, se autoorganizan en rizos helicoidales.El artículo le ha dado a este fenómeno un nombre, "bloqueo de fase", y propone un método de Fourier para calcularlo (figura 2).

"No forman un rizo perfecto, sino que salen directamente del cuero cabelludo", dijo Kim."Cada cabello ya es una hélice, pero aún no tienen una relación entre sí. Pero si les das suficiente espacio a medida que crecen, se fijan en estos rizos coherentes. Es increíble".

Luego están los "retrocesos".Ahí es cuando la dirección de la bobina cambia de dirección a mitad de camino.Estas son las curvas en forma de grapas que aparecen en todas partes del cabello muy rizado y que también pueden resultar familiares en Slinkies enredados o cables telefónicos enrollados (figura 3).

"Preguntamos a algunos de los mejores técnicos de la industria: '¿Han descubierto cómo conseguir esta forma?'", dijo. "La respuesta fue no.De hecho, uno de los principales expertos en cabello negro digital dijo: "No, he querido esa forma durante mucho tiempo y pensé que sería fácil, pero resultó ser muy difícil y lo he tenido".arreglármelas sin él."

Un tercer fenómeno que identifican es el "salto de período", en el que un cabello individual se desprende temporalmente de su rizo fusionado (figura 4).Captar con precisión esta característica, señalan, es crucial para lograr la amplia gama de estilos característicos del cabello muy rizado (figura 5).

En cada uno de estos casos, los investigadores desarrollaron un método computacional para representar estos fenómenos de manera eficiente.La estudiante de posgrado de Kim, Haomiao Wu, se basó en su experiencia en física para desarrollar unalgoritmopara crear la forma de una "vuelta en zigzag".La botánica fue uno de sus puntos de partida, en particular las plantas con tallos en espiral.

"Nadie había observado cómo se calculan los puntos en el espacio que realmente componen la forma real", dijo."Hasta donde sabemos, su algoritmo es el primero en calcular directamente esta forma".

Estos son algunos de los muchos detalles que se han pasado por alto en el campo de la animación por computadora cuando se trata de animar cabello muy enrollado.Debido a que los algoritmos para el cabello se han centrado tradicionalmente en el cabello liso, dijo, "faltan toneladas de cosas" cuando se trata de cabello con textura afro.

"Ninguno de estos fenómenos aparece en el cabello liso", dijo Kim."Como resultado, a nadie se le ocurrió diseñar un algoritmo para ellos. Nunca antes se habían investigado cortes de pelo muy comunes, como los descoloridos naturales" (figura 6).

Kim señaló que tener al profesor Darke, que también es artista profesional, como colaborador en el proyecto ayudó al equipo a realizar observaciones que de otro modo habrían sido imposibles.

"Así es comográficos por computadora"Se han generado algoritmos desde el principio", dijo Kim. "Un artista y un científico juntaron sus conocimientos y crearon algo realmente interesante que ninguno de los dos podría haber hecho individualmente".

Idealmente, dijo Kim, cada tipo de cabello eventualmente recibirá la misma atención dentro del campo que el cabello liso y ondulado.

"En el pasado se suponía que si nos arreglamos el cabello liso, entonces todos los demás tipos también se resuelven, pero eso no es cierto en absoluto", dijo."Realmente me encantaría ver artículos sobre cada tipo de cabello. No todos tienen que encajar en un gran modelo universal. Cuando la gente intenta hacer eso, termina siendo el modelo de cabello liso con aproximadamente la mitad- Complementos de cabello rizado con corazón ".

Si bien algunos en el campo todavía no ven la necesidad de diversificar los algoritmos capilares, hay señales de que se están logrando avances.Además del artículo de Kim y sus colaboradores, un equipo de Microsoft también presentará en SIGGRAPH Asia un tema similar.

"La gente está empezando a entender el mensaje de que cuando se tratan diferentes tipos de cabello como cuestiones científicas de primera clase, se abre la puerta a muchas nuevas investigaciones interesantes".

Más información:Curly-Cue: métodos geométricos para cabello muy rizado.Documentos de la conferencia SIGGRAPH Asia 2024 (Documentos de la conferencia SA '24), 3 al 6 de diciembre de 2024, Tokio, Japón.ACM,www.cs.yale.edu/homes/wu-haomi ⦠catión/curlyCue.html