Los científicos de la Universidad de Cornell, en Nueva York, están haciendo grandes avances en la reproducción virtual de los sonidos naturales, uno de los grandes quebraderos de cabeza de, por ejemplo, los desarrolladores de videojuegos. Si hasta hace poco el reto era la dinámica de fluidos (o lograr el movimiento de los fluidos libremente) ahora el objetivo ha pasado al campo del sonido, o encontrar la manera de reproducir el ruido de estos fluidos al moverse.
Hace apenas un año los investigadores de Cornell publicaron su Harmonic Fluids, un algoritmo que simulaba el sonido del agua al gotear o al fluir libre, calculando matemáticamente las burbujas de aire que, al comprimirse y expandirse por la tensión superficial, crean las ondas de sonido en el agua.
Este año, su meta es aún más lejana: sintetizar los sonidos que acompañan cuando un material frágil se estrella contra, por ejemplo, el suelo y se hace mil añicos.
Harmonic Fluids
Un delicado vaso de vino convertido en pedazos contra el suelo, una piedra que atraviesa estrepitosamente el vidrio de una ventana, un jarrón lanzado por una mujer despechada... todos estos momentos son habituales en las película de animación, en los videojuegos y hasta en la realidad virtual. Pero aunque las imágenes son del todo realistas, siempre parece que el sonido no coincide con la acción, que es como un efecto artificial que los técnicos ha adosado ante la imposibilidad de crear digitalmente el sonido físico real.
Doug James y Changxi Zheng, los mismos padres del "Harmonic Fluids", son los que se han hecho cargo del asunto. Al igual que con los fluidos, han centrado el algoritmo en reproducir las condiciones físicas a micro-escala de los objetos al romperse.
Cuando un objeto rígido se golpea contra algo más duro o cae el suelo, puede deformarse hasta que sobrepasa un límite de elasticidad; entonces se rompe, liberando la energía almacenada por la deformación. La investigación demuestra que el sonido que se produce procede fundamentalmente de la manera en que todos los trozos pequeños vibran justo después de la rotura, y no de todo el objeto como uno en el instante antes de la fractura.
Con este algoritmo, que todavía no han bautizado, el ordenador puede calcular cómo cada fragmento vibrará cuando reciba la cantidad de energía almacenada por la deformación. El cálculo tiene en cuenta desde cómo el objeto cae hasta la fuerza con que es lanzado, para determinar la cantidad de energía disponible. En la mayoría de los casos, la rotura violenta inicial es seguida por la dispersión de los desechos en el suelo, que también tienen su propio sonido al impactar contra él.
Para acelerar el cálculo, el programa de síntesis trata a cada fragmento de forma irregular como un elipsoide de similar forma y tamaño, simplificando el proceso (en un símil visual, imaginen al T-1000 malo de “Terminator II” explotando en cientos de trozos de metal y recomponiéndose en gotas; tendrán una imagen muy cercana, a lo que “ve” el ordenador)
Para perfeccionar sus procedimientos, los investigadores rompieron objetos reales y los fotografiaron con cámaras de la alta velocidad, registrando los sonidos para luego compararlos con los sonidos calculados en sus simulaciones.
Y para demostrar los resultados, crearon vídeos de la rotura de un vaso de vino, un plato de comida, una mesa de cristal llena de vajilla y una hucha llena de monedas. Pueden ver los objetos y escuchar los sonidos, tanto reales como computerizados, en el siguiente vídeo.
Esta es la primera vez que alguien construye modelos de ordenador de síntesis de sonido de este tipo de efectos. Y los investigadores piensan que es sólo el principio de lo que pueden lograr.
"Todo lo que vendrá después será mucho mejor. El futuro de estos algoritmos va a ser muy diferente en cuanto los ordenadores del futuro sean mil veces más rápidos. Entonces será la locura", afirma Changxi Zheng, mientras laza su copa de champagne por encima del hombro para celebrar el éxito.
El estudio completo, aquí
Hemos bloqueado los comentarios de este contenido. Sólo se mostrarán los mensajes moderados hasta ahora, pero no se podrán redactar nuevos comentarios.
Consulta los casos en los que lainformacion.com restringirá la posibilidad de dejar comentarios