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MoXi: Real-Time Ink Simulation (page 2/6) (continue)
Face to face with Nelson S.-H. Chu


Nelson以水墨描繪白兔 (如欲欣賞更詳細片段,請到 Moxi官方網站 直接下載)
CGV:為何虛擬毛筆需要用模擬運算?
Nelson:其實我主要是希望做到近似真實書法中,行書及草書那些優美的線條,而我認為如果不以物理模擬筆毛的彈性的話,筆鋒以至筆劃都不會自然,很難讓用家像用真筆般揮灑,畫出生動的線條。

CGV:在開發途中有否請教過繪畫高手的意見?
Nelson:雖然我一直閒來有畫畫,不過我並沒有正式跟老師學習過中國書畫,只是看書和錄像學過而己。但是我有經常去聽中國書畫家的講座,從中了解更多最新的有關資訊,好像因此我學習到使用“墨色催化濟”來加強水墨渲染開的感覺等。於03年,王無邪先生 (Mr. Wucius Wong /當代書畫名家)曾在香港藝術館舉辦講座,當時我亦有給他看過我的研發,被此交流了一番。而科大也不時會邀請國內的書畫家到來作藝術交流,當中有位南京來的畫家也對我的研發也非常贊同,他還跟我說:「其他的技術人員都不懂藝術家要什麼,但是你懂!」

CGV:有哪些畫法技巧,你的軟件是暫時仍未能夠完全模仿?
Nelson:暫時我的軟件未能完全模擬書法中的“藏鋒逆入”(相反為“露鋒”,日本人大多用“露鋒”,中國人則喜歡“藏鋒”)。這是因為我的毛筆骨脊只有六節,故暫時是做不到筆尖上的細微屈曲。不過將來更強的CPU將可讓我們加上更多骨脊節數,或者我們也可再修改一下,以曲線作為骨桿,要做到“逆入”的效果在將來相信是不難的。



CGV:可否講解有關虛擬毛筆筆頭骨架的部份?
Nelson:在初期研發的首一兩年,我只是用了一束毛束,毛束骨架由一根骨脊(Spine)和一些側節組成,而一根骨脊則由數節骨桿所連成。當時的CPU (Central Processing Unit) 速度較慢,而我們的軟件也未optimize (優化) 好,所以模擬速度只做到25fps(frame per second),如果揮筆動作太快會有起角的毛病。我之後的工作是優化程式的運行速度,程式快了便可加添幾根分支骨脊上去,以令筆毛散開的效果更佳。

CGV:以現有的CPU速度估計,最多可用上幾多根骨脊呢?而你覺得需要幾多根骨才會是最完美?
Nelson:現在設定最多為5根骨脊,但一般3至4條亦已經足夠做到毛筆散開的效果。毛筆上其實並沒需要製造過多的分叉,因為我們在毛束的曲面上用了alpha map,已可做到一定程度的分叉和乾筆效果。如果真的希望在繪畫時能夠出現很多分叉,像用很乾的筆在紙上擦的話,那麼準確的力學模擬會相對地變得不太重要,相反地重點會落於Controlled Randomness(受控的隨機性)。


Nelson自行改裝的毛筆。他利用3D mouse(滑鼠)內裡的ultrasound sensor部份,別外還加上Gyroscope (迴轉儀)去計算Orientation (定向)。

CGV:你曾經自行設計了一枝感應筆,何以最後還是使用上Wacom筆?它的好處是什麼?
Nelson:最初,我認為Wacom筆的筆尖只有一兩mm(毫米)的壓力操控,是難以把它當作約一吋高的真筆鋒,於是便自行嘗試去造一枝模擬的感應筆。由於當時經費有限,我們買回來的都是一些較便宜的裝置或零件;例如當時我就利用3D mouse(滑鼠)內裡的ultrasound sensor(超聲波感應器)部份,併上自己的毛筆上,另外還加上gyroscope (迴轉儀)去測量orientation (定向),可惜最後卻令毛筆的重量增加,而且筆尖接觸檯面的承受力與電腦內出現的虛擬毛筆也很難配合,再加上感應器本身又不是太準確,所以出來效果不太理想。而最終選用Wacom筆,主要是因為當我親身試過之後覺得那一兩亳米的操控原來不是想像中那麼差的!而且Wacom的硬件己被廣泛採用,用家很容易便可以找它來玩我的系統。還有就是最新推出的Wacom 6D Art Pen已加有twist(扭轉)功能,可以說剛好配合了我們操控的須要。其實說起剛巧,近年來迅速發展的GPU (Graphical Processing Units) 也是剛巧配合了我們的發展。

 

 

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