Ce este Wavelet Noise?

Zgomotul wavelet este o funcție de pionierat care este aplicată în grafica computerizată tridimensională. Când artiștii grafici creează texturi tridimensionale, se confruntă cu probleme precum pierderea detaliilor și aliasarea cu funcțiile de zgomot existente. Funcțiile de zgomot Wavelet depășesc aceste probleme și permit creatorilor de texturi să realizeze texturi mai realiste. A fost dezvoltat de Tony DeRose și Robert L. Cook de la Pixar Animation Studios, care au publicat o lucrare pe această temă.

Crearea de texturi tridimensionale sau elemente vizuale în grafica computerizată implică utilizarea funcțiilor de zgomot. Fumul, norii și focul cu aspect realist sunt o provocare de creat într-un mediu tridimensional, generat de computer. Cea mai populară funcție de zgomot folosită se numește Perlin noise și a fost dezvoltată de Ken Perlin. Folosit pentru prima dată pentru a crea efecte vizuale spectaculoase în filmul Tron în 1982, Perlin a câștigat un Premiu al Academiei de la Academia de Arte și Științe Cinematografice pentru contribuția sa.

Funcția de zgomot Perlin este un standard industrial și permite artiștilor cu efecte vizuale să creeze texturi sintetice cu aspect natural. Totuși, suferă de câteva probleme foarte specifice. La frecvențe spațiale înalte, imaginea pierde o cantitate mare de detalii și pare artificială, mai ales când sunt reprezentate obiecte îndepărtate precum orizontul. Aliasul este, de asemenea, o problemă; are ca rezultat distorsiuni ale imaginii sau ale texturii. Pierderea detaliilor versus aliasing sunt probleme critice care devin foarte evidente atunci când zgomotul tridimensional este utilizat pentru a textura o suprafață bidimensională în industria grafică.

Atenuarea benzilor pentru a reduce efectele de aliasing duce la alte consecințe nedorite. Când măriți o scenă, detaliile texturii sunt văzute mai târziu în comparație cu geometria și ambele elemente par să nu fie legate între ele. De asemenea, textura se estompează într-un mod care pare total artificial. O metodă numită convoluție de rezervă a încercat să abordeze aceste probleme, dar nu le-a rezolvat complet.

Funcțiile de zgomot wavelet evită toate aceste probleme. Sunt o alternativă la utilizarea funcțiilor de zgomot Perlin pentru a crea texturi cu aspect natural în grafica tridimensională. Destul de ușor de implementat, permite creatorilor de efecte vizuale să folosească zgomotul wavelet tridimensional pentru a textura o suprafață bidimensională destul de bine, deoarece este foarte limitată de bandă.

Permite benzi ortogonale și permite controlarea mai fină a formei spectrului. Zgomotul generat este complet limitat în bandă, permițând crearea unei cantități mari de detalii cu foarte puțină aliasing. Funcția de zgomot wavelet permite să fie creată destul de ușor o funcție de zgomot cu o frecvență de tăiere dură.