Ny forskning kan göra Super Mario mer realistisk
Datorspelen utvecklas i allt snabbare takt och de tekniska kraven ökar, inte minst på grafikkorten. På Mälardalens högskola har forskarna nu hittat en lösning på ett problem som ofta finns vid konstruktion av nya datorspel, nämligen hur man på ett effektivt sätt kan förhindra att de animerade figurerna springer rakt igenom varandra. Vid disputationen presenterar Thomas Larsson en modell som möjliggör att komplexa figurer kan krocka med varandra på ett trovärdigt sätt – gärna med ljudeffekter, deforma-tioner och andra konsekvenser, precis som på riktigt.
I avhandlingen presenterar han snabbare metoder för att upptäcka kollisioner i interaktiva simuleringar med datorgrafik. Metoderna fungerar för såväl stela kroppar som olika typer av deformerbara kroppar. Förutom inom datorspel, så kan metoderna även tillämpas för simuleringar inom exempelvis robotik, virtuell kirurgi och visualisering.
Thomas Larsson förklarar bakgrunden till problemet:
– Idag kan vanliga datorer rita upp realistiska bilder av komplexa miljöer i 3D på ett ögonblick. Detta utnyttjas flitigt i exempelvis moderna datorspel. Bilderna blir därmed av allt högre kvalitet, och man talar till och med om fotorealistiska bilder. Dessa bilder genereras av ett kraftfullt grafikkort i datorn genom att miljontals små ytor, oftast triangelformade, ritas upp på några få millisekunder.
– Men det räcker inte att bara rita upp bilderna. För att animera eller simulera objekt som rör sig eller flyger omkring på skärmen, så måste objekten kunna reagera på kollisioner. I många fall måste kollisionsberäkningarna, precis som själva bildgenereringen, utföras på några få millisekunder, annars förstörs interaktiviteten och upplevelsen.
Detta är självklart i den verkliga världen där objekten följer fysikens lagar för rörelse och kollision. Men i en datorsimulering åker objekten istället rakt igenom varandra som om de aldrig hade mötts om inte särskilda åtgärder vidtas. Därför krävs metoder som genom beräkningar kan upptäcka att objekten faktiskt kolliderar och som sedan kan vidta lämpliga åtgärder.
I vissa fall kan det räcka att objekten ändrar riktning genom att de studsar ifrån varandra. I andra fall kanske de dessutom ska bucklas till (deformeras), spricka sönder eller till och med explodera.
I framtidens ”Super Mario” kommer det att krävas ytterst snabba kollisionsberäkningar för att simulera och visualisera karaktärernas rörelser och interaktion med omgivningen på ett realistiskt sätt.
Avhandlingen ” Adaptive Bounding Volume Hierarchies for Efficient Collision Queries” presenteras vid Thomas Larssons disputation torsdag 5 mars kl. 14:00 i sal Alfa, Hus U, MDH, Västerås.
Thomas Larsson, som är född och uppvuxen i Västerås, är universitetslektor i datavetenskap på Mälardalens högskola där han bland annat undervisar på Datavetenskapliga programmet med inriktning mot spelutveckling.
Kontaktinformation
Thomas Larsson nås på 021-10 15 14 eller via e-post thomas.larsson@mdh.se.
