عن الدورة
كيف تُنشئ تحريكًا واقعيًا؟ وكيف تتنبأ بحركة المواد المختلفة؟ إن نجاح الأفلام المتحركة يعتمد على أن يصدّق الجمهور الشخصيات وما يحيط بها، وهذا يتطلب حركة مقنعة تستند إلى قوانين الفيزياء لا إلى التخمين. تأخذك هذه الدورة في رحلة تقنية لفهم كيفية بناء تحريكات نابضة بالحياة، مع التركيز على الجوانب الهندسية للـCGI، وتقديم لمحة عن الطريقة التي تتعامل بها الاستوديوهات مع فن التحريك المعتمد على الفيزياء (Physically-Based Animation). ستتعلم المبادئ الأساسية للمحاكاة الفيزيائية التي تقف خلف حركة الملابس والشعر والسوائل والأجسام الصلبة وغيرها. ستغطي الدورة مفاهيم محورية في المحاكاة، منها: التكامل الزمني للمعادلات التفاضلية العادية اللازمة للتنبؤ بالحركة، مثل نمذجة حركة فستان في مهب الريح. كما ستتعلم صياغة نماذج رياضية لظواهر فيزيائية متنوعة مثل تجعّد صفائح المعدن وتدفق الماء. وستتناول أيضًا كيفية التعامل مع حالات عدم الاستمرارية في الحركة، مثل الكسور والتصادمات، وهي عناصر أساسية لإنتاج مشاهد واقعية. وأخيرًا، ستتعرف إلى أساليب محاكاة السوائل والمواد الصلبة باستخدام تمثيلات لاغرانجية وأويلرية، وكيفية التحكم في النماذج الفيزيائية للحصول على نتائج مستقرة وواقعية قابلة للاستخدام في الإنتاج السينمائي.
ماذا ستتعلم
- برمجة محاكي فيزياء خاص بك لإتقان الخوارزميات الأساسية لإنشاء تحريك واقعي للملابس والشعر والسوائل والأجسام الصلبة وغيرها
- إجراء التكامل الزمني لمعادلات الحركة (Temporal Integration)
- صياغة نماذج رياضية للأنظمة الميكانيكية
- استخدام طرق عددية للتعامل مع التلامس والاصطدام
- فهم وتطبيق التمثيلات اللاغرانجية والأويلرية للأوساط المستمرة
- التحكم في النماذج الفيزيائية وضبطها لتحقيق سلوك واقعي ومستقر
المتطلبات المسبقة
- معرفة برمجية بلغة C أو C++
- إلمام بالتفاضل والتكامل متعدد المتغيرات (المشتقات الجزئية)
- إلمام بالجبر الخطي
- حماس واستعداد للتعلم
- خلفية موصى بها: مبادئ أولية في الميكانيكا الكلاسيكية
- ليست متطلبات: الفيزياء والرسوميات الحاسوبية غير مطلوبتين، وسيتم تقديم مقدمات لهما عند الحاجة
المدرسون
Eitan Grinspun
Department of Computer Science