Робот создаёт реалистичные картины из натянутых нитей

Робот освоил популярный вид искусства – string art, что можно перевести как "искусство нитей". В этом жанре изображения создаются из нитей, натянутых между штырями. Роль последних могут играть воткнутые в ткань булавки или крючки, скажем, забитые в доску гвозди. Как оказалось, создание красоты можно свести к решению невероятно сложных математических задач. Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Computer Graphics Forum группой во главе с Пржемыславом Мусиалским (Przemyslaw Musialski) из Венского технологического университета.

В качестве входных данных компьютер принимает изображение и вычисляет, как натянуть нити, чтобы получился максимально похожий рисунок. За простой идеей скрывается математическая задача огромной сложности, ведь количество возможных вариантов подавляет воображение.
 

 

Команда использовала круговую рамку диаметром 63 сантиметра, по периметру которой было закреплено 256 крючков.

Для каждой нити нужно выбрать, между какими двумя из 256 крючков её натянуть. Даже если использовать только 30 нитей, количество вариантов превосходит число атомов в наблюдаемой Вселенной (!). А ведь для создания полноценного изображения требуется гораздо больше нитей.

Разумеется, никакой компьютер не справился бы с полным перебором всех возможностей. Однако команде удалось найти алгоритм, который достаточно точно воссоздаёт нужные изображения.

Исследователи использовали не набор нитей, а одну нить длиной 2–6 километров. Компьютер вычислял, между какими крючками и в каком порядке её натягивать. Затем эти данные передавались высокоточному промышленному роботу. Через 5–6 часов работы из-под манипулятора выходил очередной шедевр.

 

В частности, исследователи надеются, что изобретённый ими алгоритм превращения набора пикселей в набор натянутых нитей найдёт себе применение в области обработки цифровых данных.