Физика трехмерных волос
13.02.2014
5 минут
Редакция
105

Физика трехмерных волос

Еще Леонардо да Винчи пытался описать человеческие волосы с помощью математики. Американским и французским физикам удалось найти модель, которая способна предсказывать изменения формы вьющихся волос.

20140212170637-0

Создатели анимационных 3D-фильмов всегда стараются передать через внешность определенные черты характера своих героев. Герои получают чаще всего светлые улыбчивые лица и стройные фигуры, в то время как антагонистов выдают морщины и злобные глаза.

 

Однако и те и другие чаще всего получают нечто общее во внешности ? прямые жесткие волосы, которые лишь крайне редко колышутся при движении ? разве что встают дыбом.

 

Проблема состоит в том, что у компьютерных мультипликаторов до сих пор не было простого алгоритма для описания вьющихся волос, да еще и в движении.

 

Но теперь, возможно, все изменится. Ведь в сегодняшней статье в журнале Physical Review Letters исследователям из Массачусетского технологического института (MIT) и университета Пьера и Марии Кюри во Франции впервые удалось представить детальную модель трехмерной пряди вьющихся волос.

 

Работа ученых может найти практическое применение не только при создании компьютерной анимации, но и, например, помочь инженерам предсказать, насколько изогнется кабель, при наматывании на катушку для дальнейшей транспортировки. В конце концов, волосы, как и трубки или пучки кабеля, с точки зрения физики являются не чем иным, как множеством тонких и гибких стержней.

 

Наши расчеты, к сожалению, не учитывают взаимодействие отдельных волос на голове между собой, важный эффект, который может значительно изменить «прическу», созданную компьютером. Зато нам удалось математически описать, как изменятся свойства целого пучка волос при искривлении по всей длине.

 

? Педро Рейс, Массачусетский технологический институт

 

Проблему математического описания волос затрагивал еще Леонардо да Винчи в своих записных книжках. В 1744 году великий математик Леонард Эйлер вывел уравнение равновесия тонких стержней, которое, однако, не имеет точного решения в общем случае. В прошлом году Реймонд Голдстейн математически описал хвост пони, используя методы статистической физики.

 

Группа Педро Рейса сосредоточилась на свойствах отдельного вьющегося волоса с учетом силы притяжения, что является совсем нетривиальной задачей нелинейной физики. Ученые проводили лабораторные эксперименты, использовали теоретические расчеты и компьютерные модели, сосредоточившись на двух безразмерных параметрах: отношению кривизны волоса к его длине и отношению веса к сопротивляемости.

 

Имея в своем распоряжении данные о кривизне, длине, весе и сопротивляемости материала, представленная модель позволяет точно предсказать трехмерную форму кучерявого волоса или сетевого кабеля, например, провисшего под собственным весом. 

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 18:27
7 минут
Полина Гершберг

Мужчина, выглядящий легко поддающимся манипуляциям и давлению, не повышает вероятность того, что женщина выберет его в качестве сексуального партнера.

Вчера, 18:54
5 минут
Мария Азарова

По мнению исследователей, мидии погибли вследствие «теплового стресса», вызванного повышением температуры океана.

Вчера, 20:14
5 минут
Полина Гершберг

Отпечатки лап некоего четырехлапого динозавра, которые озадачили палеонтологов более 60 лет назад, оказались не тем, чем предполагалось изначально.

12 февраля
36 минут
Александр Березин

Сегодняшние удары турецкой армии в Сирии производят несколько шокирующее впечатление, но только до тех пор, пока мы не обратимся к истории. Напомним: главу Турции не так давно пытались ликвидировать в заговоре, поддерживаемом ЦРУ. И только информация из России позволила ему в последний момент спастись. У Анкары нет ни одного настоящего союзника на Западе. Фактически у нее вообще один заметный союзник: Москва. В этой ситуации Эрдоган внезапно бьет по сирийцам — другому партнеру России. Что это? Новый «удар в спину», как по Су-24 в 2015 году? Или как по Севастополю в 1914 году? Лавры Османской империи не дают покоя и тянут турок к внешнеполитическому самоубийству? Попробуем с точки зрения истории разобраться, зачем Турция сегодня, как и сто лет назад, принимает столь странные решения — и почему, на самом деле, они логичны.

13 февраля
5 минут
Полина Гершберг

Олигосахарид под названием 2’-фукозиллактоза оказался критически важным для когнитивных способностей детей.

14 февраля
4 минуты
Полина Гершберг

Болезнь подтверждена у 472 и подозревается более чем у полутора тысяч человек. Как минимум 70 уже скончались.

11 февраля
4 минуты
Сергей Васильев

Экспериментальные данные указали на виды физических нагрузок, которые стимулируют нейропластичность мозга.

28 января
25 минут
Александр Березин

Недавняя научная работа предрекла серьезную эпидемию коронавируса 2019-nCoV. Согласно ей, 95% зараженных еще не зарегистрированы властями, а значит, через пару недель в одной Ухани будут сотни тысяч заболевших. При наблюдаемой смертности от вируса в 2,36% — это многие тысячи погибших. На самом деле, новая работа скорее «ловит хайп» или, если угодно, пытается держать мир настороже, чем описывает реальную эпидемию. Последние данные по заразности коронавируса показывают: он действительно неблестяще передается от человека к человеку. Для эпидемии в Китае этого достаточно, но большое число жертв за пределами этой страны маловероятно. Выясняем почему.

28 января
3 минуты
Полина Гершберг

Ученые создали информационную панель, показывающую распространение китайского коронавируса по миру в режиме реального времени. Данные вносятся из подтвержденных источников — это поможет бороться с дезинформацией.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: