Simulacija kretanja jata - “Boids“
Evo jedan članak iz IT svijeta. Nije instalacija Windowsa ili čišćenje računala od virusa već ova tema ima primjenu u računalnoj grafici i općenito, simulaciji. Nije li fascinantno promatrati kretanje jata ptica ili riba? Iako su svaka od njih jedinke za sebe, njihovo zajedničko kretanje kao da je u harmoniji. Iako nepredvidljivo, pa opet izgleda usklađeno i elegantno. Pokušaj simuliranja ovog kretanja u računalnoj grafici na prvu se čini dosta izazovno. Svako odstupanje od kretanja jata u stvarnom svijetu lako je uočljivo. Jedan gospodin zvan Craig W. Reynolds pozabavio se 1987 problemom simulacije jata. Rezultat njegovog rada je veličanstven, a primjenjuje se i dan danas.
Simulacija jata
Prethodno modelu koji ćemo opisati, simulacija kretanja jata svodila se na opisivanje kretanja svake jedinke u jatu zasebno što je često rezultiralo uočljivom odstupanju stvarnog kretanja jata ili je zahtijevalo veliku moć računala. Craigova ideja istražuje alternativu simuliranja ponašanja svake jedinke zasebno. Kao bazu je odabrao sustave čestica. U takvim sustavima česticama su nametnuta ista pravila koja su uglavnom usmjerena na njihovu međuovisnost. U ovom sustavu svaka čestica predstavlja jedinku u jatu. Jedinke biraju svoj put uzimajući u obzir prostor oko sebe koji im je vidljiv, fiziku simuliranog modela i set pravila koji im je dodijeljen. Efikasnost ovog modela proizlazi upravo iz seta jednostavnih pravila kojih se jedinke pridržavaju. Gospodin Craig je kod jata u prirodi uvidio dva glavna ponašanja koja su u međusobnom sukobu. To su kretanje u neposrednoj blizini jata i izbjegavanje sudara s jatom. Izbjegavanje sudara je intuitivno, a kretanje u neposrednoj blizini jata vjerojatno je rezultat prirodne evolucije s ciljem povećavanja šansi za preživljavanje.
U skladu s tim, svojim simuliranim jedinkama predodredio je sljedeća pravila koja su ovdje navedena s njihovim pojednostavljenim pojašnjenjima:
-
Izbjegavanje sudara sa susjednim jedinkamaOsigurava kretanje jedinki u jatu bez međusobnih sudara.
-
Ujednačavanje brzine i smjera kretanja jedinkiKljučno pravilo koje osigurava formiranje jata pri susretu dviju ili više jedinki.
-
Potreba za pozicioniranjem u središte jataOsigurava da jato ne zadržava nepravilne oblike, već teži homogenom izgledu jata kao cjeline.
Bez unaprijed određenog puta jedinki ovaj model uspijeva u konačnici simulirati ponašanje jata u kojem se grupirane jedinke skladno kreću pokušavajući biti dio jata. Rezultati simulacije dobiveni ovim setom jednostavnih pravila su meni osobno fascinantni, a vama prepuštam da sami prosudite. Osim poveznice na članak gospodina Craiga, priložit ću i poveznicu na isječak video zapisa u kojem možete vidjeti rezultate ove simulacije u programu za računalnu grafiku.
U praksi
Kao interesantan dodatak, priupitao sam i umjetnu inteligenciju da se okuša u kreiranju simulacije po ovom modelu, tako da slobodno kliknite "Pononovno pokreni Simulaciju" da vratite simulaciju na početnu točku i vaš će uređaj bez problema odsimulirati čestice navođene gore opisanim pravilima, uz pretpostavku da ne gledate ovaj post na pametnom glačalu ili hladnjaku. Iako je to primitivna simulacija jata korištenjem ovog modela, osobno mi je zanimljivo gledati što će se desiti s jatom nakon sljedećeg sudara s rubom simuliranog prostora. Mogao bi to usporediti s promatranjem “DVD” logotipa kako putuje po TV ekranu u nadi da će pogoditi točno u kut.
Simulacija jata
Interesting World Around Us” je pokušaj da podijelim s vama zanimljivosti i ideje iz svijeta koji nas okružuje i koje smatram zanimljivima. Tako pokušavam opravdati sate i sate provedene na čitanje, razmišljanje i gledanje videa o temama o kojima namjeravam pisati. Dodatno, pišući prvi članak, shvatio sam da sam zaboravio pisati na hrvatskom jeziku (ako sam ikada uopće znao), pošto na poslu koristim većinom engleski jezik, pa mi ovo dođe kao dobra vježba.
Komentari
Dodaj komentar
Views: 28