Vad är Wavelet Noise?

Wavelet brus är en banbrytande funktion som tillämpas i tredimensionell datorgrafik. När grafiker skapar tredimensionella texturer möter de problem som förlust av detaljer och aliasing med befintliga brusfunktioner. Wavelet-brusfunktioner övervinner dessa problem och tillåter texturskapare att skapa mer realistiska texturer. Den utvecklades av Tony DeRose och Robert L. Cook på Pixar Animation Studios, som publicerade en artikel om ämnet.

Att skapa tredimensionella texturer eller visuella element i datorgrafik innebär att man använder brusfunktioner. Realistiskt till synes rök, moln och eld är en utmaning att skapa i en tredimensionell, datorgenererad miljö. Den mest populära brusfunktionen som används kallas Perlin noise och är utvecklad av Ken Perlin. Först användes för att skapa spektakulära visuella effekter i filmen Tron 1982, vann Perlin en Oscar från Academy of Motion Picture Arts and Sciences för sitt bidrag.

Perlin-brusfunktionen är en industristandard och låter konstnärer för visuella effekter skapa naturliga syntetiska texturer. Det lider dock av några mycket specifika problem. Vid höga rumsliga frekvenser förlorar bilden en hel del detaljer och ser konstgjord ut, särskilt när avlägsna objekt som horisonten är representerade. Aliasing är också ett problem; det resulterar i förvrängningar i bilden eller strukturen. Förlusten av detaljer kontra aliasing är kritiska problem som blir mycket uppenbara när tredimensionellt brus används för att strukturera en tvådimensionell yta inom den grafiska industrin.

Att dämpa banden för att minska aliaseffekter leder till andra oönskade konsekvenser. När man förstorar en scen, ses texturdetaljerna senare jämfört med geometrin, och båda elementen verkar inte vara sammanbundna. Konsistensen bleknar också på ett sätt som verkar helt artificiellt. En metod som kallas reservkonvolution försökte lösa dessa problem men löste dem inte helt.

Wavelet-brusfunktioner undviker alla dessa problem. De är ett alternativ till att använda Perlin brusfunktioner för att skapa naturliga texturer i tredimensionell grafik. Ganska lätt att implementera, det tillåter skapare av visuella effekter att använda tredimensionellt waveletbrus för att strukturera en tvådimensionell yta ganska bra eftersom den är utmärkt bandbegränsad.

Det tillåter ortogonala band och gör att formen på spektrumet kan kontrolleras mer fint. Bruset som genereras är helt bandbegränsat, vilket gör att en stor mängd detaljer kan skapas med väldigt lite aliasing. Wavelet-brusfunktionen gör att en brusfunktion med en hård frekvensgräns kan skapas ganska enkelt.