MIT研發革命性動畫技術 完美模擬彈性物體真實物理特性

麻省理工學院研究團隊開發出一套突破性的模擬方法，能讓動畫師在電影和電玩中創造出更加逼真的彈跳、拉伸與擠壓效果。這項技術成功解決了現有模擬系統常見的穩定性問題，為動畫產業帶來革命性的進展。

研究團隊發現彈性材料變形方程式中的隱藏數學結構，透過運用凸性特性，設計出一套能持續產生物理精準模擬結果的方法。論文第一作者、MIT研究生蕾蒂西亞·馬託斯·達西爾瓦表示：「動畫效果的好壞往往取決於物理模擬的準確度，我們的方法在遵循物理定律的同時，為動畫師提供更高的控制力和穩定性。」

比起現有技術容易產生不穩定、延遲甚至完全崩潰的模擬結果，這套新方法展現出更優異的可靠性。研究團隊將材料變形分解為拉伸和旋轉兩個部分，發現拉伸部分形成一個適合穩定最佳化演算法的凸性問題。

這項技術不僅適用於3D動畫製作，未來更可能應用在彈性物體的實體設計領域，例如開發彈性鞋款、服裝或玩具。工程師可以在產品實際製造前，先透過模擬系統測試其效能表現。

研究團隊在實驗中成功模擬了從彈跳物體到可壓縮角色等各種彈性行為，長時間運作仍能保持物理特性的準確性和穩定性。相較之下，其他模擬方法很快就會出現不穩定或能量過度損耗的問題。

雖然這套求解器的運算速度不如某些以速度為優先的模擬工具，但它避免了這些工具在準確性上的妥協。與其他基於物理的方法相比，它也不需要複雜且容易失敗的非線性求解器。

展望未來，研究團隊計劃進一步降低運算成本，並探索這項技術在產品製造和工程領域的應用潛力。達西爾瓦指出：「我們的工作讓一類舊有的積分器重獲新生，相信在其他研究領域也能透過發現隱藏的凸性結構獲益良多。」

這項研究將在今年SIGGRAPH會議上發表，由MIT電機工程與電腦科學系副教授賈斯汀·所羅門領導的幾何資料處理小組主導，哥倫比亞大學電腦科學助理教授西爾維亞·賽蘭等人共同參與。

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