मेटाबॉल्स

कंप्यूटर ग्राफिक्स में, मेटाबॉल जैविक-दिखने वाले 'एन '-विमितीय इससरफेस होते हैं, जो एकल, सन्निहित वस्तुओं को बनाने के लिए निकटता में एक साथ पिघलने की उनकी क्षमता की विशेषता होती है।

ठोस मॉडलिंग में, बहुभुज जाल सामान्यतः उपयोग किए जाते हैं। चूंकि, कुछ उदाहरणों में, मेटाबॉल बेहतर होते हैं। मेटाबॉल की ब्लॉबी उपस्थिति उन्हें बहुमुखी उपकरण बनाती है, जिसका उपयोग अधिकांशतः जैविक वस्तुओं के मॉडल के लिए किया जाता है और डिजिटल स्कल्प्टिंग के लिए बेस मेश बनाने के लिए भी किया जाता है।

1980 के दशक का आरम्भ में जिम ब्लिन द्वारा कार्ल सैगन की 1980 की टीवी श्रृंखला कॉसमॉसके लिए एटम इंटरैक्शन को मॉडल करने के लिए मेटाबॉल की तकनीक का आविष्कार किया गया था। इसे गति और यूएक्स डिजाइन संप्रदाय में बोलचाल की भाषा में "जेली प्रभाव" के रूप में भी जाना जाता है, सामान्यतः संचालन और बटन जैसे यूज़र इंटरफ़ेस तत्वों दिखाई देता है। मेटाबॉल व्यवहार कोशिका जीव विज्ञान में समसूत्रण से मेल खाता है, जहां गुणसूत्र कोशिका विभाजन के माध्यम से स्वयं की समान प्रतियां उत्पन्न करते हैं।

परिभाषा
प्रत्येक मेटाबॉल को n आयामों में फलन (गणित) के रूप में परिभाषित किया गया है (उदाहरण के लिए, तीन आयामों के लिए, $$f(x,y,z)$$; त्रि-आयामी मेटाबॉल सबसे आम होते हैं, द्वि-आयामी कार्यान्वयन भी लोकप्रिय होते हैं)। ठोस आयतन को परिभाषित करने के लिए सीमा मान भी चुना जाता है। तब,

$$\sum_{i=0}^m \mbox{metaball}_i(x,y,z) \leq \mbox{threshold}$$ प्रतिनिधित्व करता है कि क्या सतह द्वारा परिभाषित मात्रा द्वारा परिभाषित किया गया है $$m$$ मेटाबॉल में भरा जाता है $$(x,y,z)$$ या नहीं।

कार्यान्वयन
मेटाबॉल्स के लिए चुना गया विशिष्ट कार्य व्युत्क्रम-वर्ग नियम है, अर्थात, सीमा फलन में योगदान घंटाकार के वक्र में घटता है क्योंकि मेटाबॉल के केंद्र से दूरी बढ़ जाती है।

त्रि-आयामी मामले के लिए,
 * $$f(x,y,z) = 1 / \sqrt{(x-x_0)^2 + (y-y_0)^2 + (z-z_0)^2}$$

जहाँ $$(x_0, y_0, z_0)$$ मेटाबॉल का केंद्र है। चूंकि, विभाजन के कारण, यह कलनविधियों का विश्लेषण है। इस कारण से, अनुमानित बहुपद कार्यों का सामान्यतः उपयोग किया जाता है।

अधिक कुशल गिरावट फलन की अभिधारण, कई गुणों की आवश्यकता होती है:
 * परिमित समर्थन- परिमित समर्थन वाला फलन अधिकतम त्रिज्या पर शून्य हो जाता है। मेटाबॉल क्षेत्र का मूल्यांकन करते समय, नमूना बिंदु से उनकी अधिकतम त्रिज्या से परे किसी भी बिंदु को अनदेखा किया जा सकता है। नियरेस्ट नेबर सर्च यह सुनिश्चित कर सकती है कि क्षेत्र में कुल संख्या की परवाह किए बिना केवल आसन्न मेटाबॉल का मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
 * सहजता चूंकि आइसोसफेस क्षेत्र को एक साथ जोड़ने का परिणाम है, इसकी सहजता गिरावट वक्रों की सहजता पर निर्भर करती है।

इन मानदंडों को पूरा करने वाला सबसे सरल गिरावट वक्र है $$f(r) = (1 / r^2)^2,$$ जहाँ $r$ बिंदु की दूरी है। यह निरूपण क़ीमती वर्गमूल कॉल से बचाता है।

अधिक जटिल मॉडल सहजता प्राप्त करने के लिए परिमित त्रिज्या या बहुपदों के मिश्रण के लिए विवश गाऊसी क्षमता का उपयोग करते हैं। वायविल बंधुओं द्वारा सॉफ्ट ऑब्जेक्ट मॉडल उच्च स्तर की सहजता प्रदान करता है और फिर भी वर्गमूल से बचता है।

मेटाबॉल्स का सामान्य सामान्यीकरण गिरावट वक्र को दूरी-से-रेखाओं या दूरी-से-सतहों पर लागू करना है।

मेटाबॉल्स को स्क्रीन पर रूपांतरित करने के कई तरीके हैं। तीन आयामी मेटाबॉल्स के मामले में, दो सबसे आम रे कास्टिंग और मार्चिंग क्यूब्स एल्गोरिथम हैं।

1990 के दशक में 2डी मेटाबॉल बहुत ही सामान्य डेमो प्रभाव था। प्रभाव Xस्क्रीनसेवर मॉड्यूल के रूप में भी उपलब्ध है।

कलाकार, फ्रिथा लैंड (www.frithaland.com) अपने डिजाइनों में व्यापक रूप से प्रदान की गई मेटाबॉल का उपयोग करती है। उसने असामान्य संप्रदाय के लिए यह दावा किया है और इसे "क्विरिफिकेशन ग्लिटर" करार दिया है। स्कॉटिश होने के नाते उसने "मेटा टार्टन" बनाने के लिए टार्टन पर इस तकनीक का उपयोग किया है।

यह भी देखें

 * नूरबस
 * बेजियर सतह

बाहरी संबंध

 * Implicit Surfaces article by Paul Bourke
 * Meta Objects article from Blender wiki
 * Metaballs article from SIGGRAPH website
 * "Exploring Metaballs and Isosurfaces in 2D", 3 September 2008, Stephen Whitmore, gamedev.net