Malzemelerin Dünyasında Dijital Çağ
Fotoğraf: Alain Herzog/Wenzel Jacob
Işığın ipek gibi parlama şeklini, kelebeğin kanatları üzerindeki renklerin kaleydeskobunu ya da kumaşların, plastiklerin ve taşların yapısını dijital olarak kopyalayabilmek mümkün mü? Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) Üniversitesi’nde Wenzel Jakob yürütücülüğündeki Realist Grafik Sanatı Laboratuvarı’ndan (Realistic Graphics Lab) bir araştırma ekibi, bunu gerçekleştirmek için bilgisayar modelleri geliştiriyorlar. Ekibin geliştirdiği proses, ekibin buldukları herhangi bir malzemeyi gonyofotometre (açılı ışık ölçer) adı verilen ileri teknolojiye dayalı bir cihaz kullanarak özenli bir biçimde sayısallaştırılması ile başlar.
Güneşli bir günde bir otomobilin fotoğrafını çektiğinizi hayal edin: fotoğraf sadece belirli bir görüş açısı ve ışıktan arabanın görüntüsünü yakalayacaktır ancak, aynı arabanın akşam saatlerinde başka bir bakış açısından nasıl görüneceğini söyleyemez. Kameranın tersine gonyofotometre, parlaklık, sedefli olma, metalik ve solukluk gibi otomobilin boyalı yüzeyine kendine özgü bir görünüm veren şeyin esas niteliğini yakalayarak bir malzemenin yansıttığı ışığı farklı açılardan ölçer. Elde edilen sonuçlar tek bir fotoğraf karesinden çok daha zengin ve gelişigüzel sanal görünümler içinde aynı malzemelerden elde edilen nesnelerin fotogerçekçi bilgisayar görüntülerini elde etmek için kullanılabilir.
Fotoğraf: Sayısallaştırılmış kelebek kanadı. (EPFL/Alain Herzog)
EPFL’de Prof. Wenzel Jakob liderliğindeki araştırma ekibi, geliştirdikleri proses bir yazılım simülasyonunda yeniden üretilebilsin diye ışığın çeşitli malzemelerle etkileşime girme şeklini inceliyor. Jakob, ‘’Amacımız oldukça kapsamlı bir malzeme kütüphanesini bir araya getirmek ve bunu sadece malzemeleri yeniden yaratmak için değil aynı zamanda onların yapıldıkları gibi görünmelerine neden olan şeyi matematiksel olarak anlamak için yapıyoruz.’’ diyerek açıklıyor. Araştırmacılar, bir kağıt sayfadan ve bir plastik parçasından, bir kalemden kelebek kanadına ve hatta Darth Vader kostümünden bir kumaş parçasına kadar uzanan bir aralıkta çeşitlilik gösteren örnekleri sayısallaştırmayı (dijitalleştirmek) hedefliyorlar. Ayrıca Jakob, ’’Bu tür malzemelerin verileri, mimarlık, bilgisayarla görme ve eğlence endüstrisi gibi alanlarda oldukça değerlidir. Yakın bir zamanda, Star Wars ve Avatar filmleri gibi filmler çeken Weta Digital and Industrial Light & Magic ile çalışmaya başladık. ‘’ diyerek ekliyor.
Gerçek Nesnelere Benzeyen Görüntüler Oluşturmak
Gonyofotometre yaklaşık beş metre uzunluğunda etkileyici bir makinedir. Analiz edilen örneğin yansıttğı ışığı emmek (absorbe etmek) için duvarları siyah dokuma ile kaplı bir odada çalıştırılmaktadır. Birçok farklı konfigürasyon için hızlı ölçümler alınabilsin diye, numune saniyede yaklaşık 3 metre hızla dönen robotik kolun ucundan gözlenebilen cihazın ortasına yerleştirilir. Jakob, ‘’ Bilinen kameralar sadece insan gözünün görebildiği kırmızı, yeşil ve mavi renk bilgilerini kaydederler. Biz bu kameralar yerine, tüm görünür bölge ve hatta UV ve infrared (kızılötesi) specktrumuna kadar genişleyen bir aralık boyunca yüzlerce dalga boyunu kaydeden spektrofotometreyi kullanıyoruz. Bu veri zenginliği, görüntüsünü oldukça hassas bir şekilde simüle edebileceğimiz bir malzeme hakkında çok daha fazla bilgi sahibi olmamızı sağlıyor.’’ diyor.
Araştırma ekibi, malzemelerin daha önce mümkün olandan çok daha hızlı bir şekilde sayısallaştırılmasına olanak sağlayan, inanılmaz derecede büyük bir dört boyutlu alanın sadece küçük bir alt kümesini yakalamak için gonyofotometrenin tüm kontrolünü ele alan yeni bir algoritma geliştirmiştir. Aynı zamanda Jakob’un ekibi, sanal dünyaların fotogerçekçi görüntülerini oluşturmak için ışığı sayısal olarak simüle eden açık kaynaklı yazılım platformu olarak yaygın bir biçimde kullanılan Mitsuba Renderer’ı geliştirdi.
Kaynak: phys.org
