कंप्यूटर वैज्ञानिकों ने द्रव गतिकी के अनुकरण के लिए एक विधि विकसित की है जो हॉलीवुड के दृश्य प्रभावों से लेकर ज्वालामुखी विस्फोट के अध्ययन तक सब कुछ बदल सकती है। एडवांस, जिसने सिग्ग्राफ एशिया 2024 में मान्यता प्राप्त की, मौजूदा तरीकों की तुलना में काफी कम कम्प्यूटेशनल शक्ति का उपयोग करते हुए धुएं और पानी जैसी घटनाओं के आश्चर्यजनक यथार्थवादी डिजिटल सिमुलेशन बनाना संभव बनाता है।
प्रौद्योगिकी की क्षमताओं के एक शानदार प्रदर्शन में, कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय के सैन डिएगो के विज़ुअल कंप्यूटिंग केंद्र के शोधकर्ताओं ने 1980 के माउंट सेंट हेलेंस विस्फोट से प्रतिष्ठित ज्वालामुखीय प्लम को फिर से बनाया, जटिल बिलिंग पैटर्न और नाजुक अशांति को कैप्चर किया जो वास्तविक दुनिया के तरल व्यवहार की विशेषता है। .
नई तकनीक, जिसे कोएडजॉइंट ऑर्बिट FLIP (CO-FLIP) कहा जाता है, पारंपरिक द्रव सिमुलेशन विधियों पर एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करती है। ऊर्जा और परिसंचरण जैसे मूलभूत भौतिक गुणों को संरक्षित करके, सिस्टम कम रिज़ॉल्यूशन पर भी उल्लेखनीय रूप से सटीक परिणाम उत्पन्न करता है – वैज्ञानिक मॉडलिंग से लेकर वीडियो गेम विकास तक के अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ।
जो चीज़ इस शोध को अलग करती है, वह है इसका विभेदक ज्यामिति का नवीन उपयोग, एक गणितीय दृष्टिकोण जो आमतौर पर घुमावदार स्थान या स्पेसटाइम में मॉडलिंग भौतिकी से जुड़ा होता है। पारंपरिक न्यूटोनियन भौतिकी का उपयोग करने के बजाय, टीम ने द्रव गतिशीलता को “सभी द्रव विकृतियों के स्थान पर सबसे छोटा रास्ता” के रूप में देखा, छिपी हुई गणितीय संरचनाओं का खुलासा किया जो प्रतीत होता है कि अराजक अशांत प्रवाह में भी द्रव व्यवहार को नियंत्रित करते हैं।
इसका निहितार्थ मनोरंजन उद्योग से कहीं आगे तक फैला हुआ है। ये अधिक कुशल और सटीक सिमुलेशन वायुमंडलीय गतिशीलता की हमारी समझ को बढ़ा सकते हैं और ज्वालामुखी विस्फोट के बाद वायु गुणवत्ता की भविष्यवाणी में सुधार कर सकते हैं। सीमित कम्प्यूटेशनल संसाधनों के साथ उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम उत्पन्न करने की प्रौद्योगिकी की क्षमता इसे आभासी वातावरण और इंटरैक्टिव सिमुलेशन में वास्तविक समय के अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से मूल्यवान बनाती है।
अनुसंधान टीम ने दो- और तीन-आयामी सिमुलेशन दोनों के माध्यम से CO-FLIP की बहुमुखी प्रतिभा का प्रदर्शन किया, जिससे ऐसे परिणाम सामने आए जो उनके वास्तविक दुनिया के समकक्षों को बारीकी से दर्शाते हैं। यह उपलब्धि फिल्म उद्योग और आभासी वास्तविकता डेवलपर्स के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जहां दृश्य यथार्थवाद और कम्प्यूटेशनल दक्षता के बीच संतुलन महत्वपूर्ण है।
यह सफलता यूसी सैन डिएगो सेंटर फॉर विज़ुअल कंप्यूटिंग से सामने आई, जिसमें अनुसंधान टीम में स्नातक छात्र मोहम्मद सिना नबीजादेह और हैंग यिन, स्नातक छात्र रितोबन रॉय-चौधरी, और संकाय सदस्य रवि राममूर्ति और अल्बर्ट चेर्न शामिल थे। उनके पेपर, “फ्लुइड इम्प्लिसिट पार्टिकल्स ऑन कोएडजॉइंट ऑर्बिट्स” को सिग्ग्राफ एशिया 2024 में सर्वश्रेष्ठ पेपर माननीय उल्लेख प्राप्त हुआ।
इस ज्यामितीय दृष्टिकोण की सफलता ने अनुसंधान टीम को कम्प्यूटेशनल भौतिकी और कंप्यूटर ग्राफिक्स में अतिरिक्त अनुप्रयोगों का पता लगाने के लिए प्रेरित किया है, यह सुझाव देते हुए कि इसी तरह की गणितीय तकनीकों से डिजिटल सिमुलेशन तकनीक में और सफलता मिल सकती है।
मनोरंजन उद्योग के लिए, जहां यथार्थवादी पर्यावरणीय प्रभाव पैदा करने के लिए अक्सर पर्याप्त कंप्यूटिंग संसाधनों की आवश्यकता होती है, यह विकास दृश्य गुणवत्ता में सुधार करते हुए उत्पादन लागत को काफी कम कर सकता है। इसी तरह, वैज्ञानिक अनुप्रयोगों के लिए, कम कम्प्यूटेशनल ओवरहेड के साथ सटीक सिमुलेशन चलाने की क्षमता जलवायु मॉडलिंग से लेकर औद्योगिक डिजाइन तक के क्षेत्रों में अनुसंधान को गति दे सकती है।
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