Звук: синтетичний: Кап. Кап.

Сьогодні комп'ютерна анімація нерідко досягає таких висот, що її непросто відрізнити від натурних відеозйомок. Однак з моделюванням звуків все йде куди складніше: всю цю картинку доводиться озвучувати, записуючи і змішуючи природні звуки. Втім, скоро звуки можна буде синтезувати на комп'ютері не гірше, ніж зображення.


Однією з ознак прийдешнього прориву можна назвати роботу нью-йоркських вчених Дугласа Джеймса (Doug James) і Чансі Чжена (Changxi Zheng), яким вперше вдалося з високим ступенем достовірності створити звук води, що ллється і крапає. При цьому їм довелося зіткнутися з низкою досить несподіваних труднощів.

«Як і багато людей, - говорить Дуглас Джеймс, - ми не дуже задумувалися про те, яким саме чином виходить звук, коли ми миємо руки, або наливаємо кухоль пива, або змиваємо унітаз». Тож спершу комп'ютерникам довелося звернутися до спеціальної літератури, де вони виявили, що головним джерелом звуку в будь-якому випадку служать мікроскопічні повітряні бульбашки діаметром від 0,5 до 5 мм.

Після цього вчені взялися за створення комп'ютерного алгоритму, який би якомога акуратніше симулював поведінку цих бульбашок і, виходячи з цього, генерував би звук. «Спрощено кажучи, ми розраховуємо, як поводиться кожен бульбашка і як його вібрації позначаються на коливаннях кордону поділу повітряного і водного середовища, які і створюють звук», - розповідає Дуглас Джеймс.

Отримана в результаті цієї роботи модель в точності імітує звук капаючої, води, що ллється і розливається, шум води, що стікає з перешкоди, і так далі. «Капаючий звук - це мій улюблений, - ділиться вчений, - при цьому обраховується поведінка 3100 бульбашок на секунду».

Зрозуміло, що обрахунок таких складних процесів вимагає значних обчислювальних можливостей. Для симуляції 9 секунд того ж капанія потрібно близько 4 годин роботи 20-ти чотирьохядерних процесорів Xeon. Приблизно стільки ж йде і на обрахунок анімації води, яка може супроводжуватися цими звуками. При цьому вчені зізнаються, що деякі найтонші моменти в їх модель ще не включені - скажімо, звук бульбашок, що лопаються, з'являються від крапель на поверхні калюжі.

До речі, щодо крапель. Нещодавно вчені показали, що краплі звичайного дощу можуть падати куди швидше, ніж «дозволено» теоретичними розрахунками. А це означає, що метеорологи сильно помиляються в оцінках кількості опадів, що випадають. Читайте: «Швидкісний дощ».

Публікація New Scientist Tech