Новый алгоритм автоматизирует заведомо сложный - и часто разочаровывающий - процесс определения порядка шагов в сложных схемах квилтинга.

Это позволяет квилтерам сосредоточиться на дизайне и творчестве.

Аспирантка Стэнфордского университета по информатике Маккензи Лик занимается стеганым одеялом с 10 лет, но никогда не думала, что это ремесло станет темой ее докторской диссертации. В эту работу входит новый прототип программного обеспечения, который может облегчить создание выкройки для формы квилтинга, называемой сборкой основы бумаги, которая включает использование основы из бумаги основы для выкладки и вышивания стеганого дизайна.

Разработка выкройки для квилтинга из кусков бумаги-основы, которая похожа на краска-на-номера наброски - часто не интуитивно понятны. Существует несколько формальных рекомендаций по формированию паттернов, а тех, которые действительно существуют, недостаточно для обеспечения успешного результата.

«У квилтинга есть эта богатая традиция, и люди делают эти очень личные, заветные реликвии, но для квилтинга часто требуется, чтобы люди работали по шаблонам, разработанным другими людьми», - говорит Лик, член лаборатории Маниша Агравала, профессора информатики и директора. Института Брауна по инновациям в СМИ в Стэнфорде.

«Итак, мы хотели создать цифровой инструмент, который позволит людям разрабатывать шаблоны, которые они хотят разработать, без необходимости продумывать всю геометрию, порядок и ограничения».

Каждый из блоков в этом лоскутном одеяле был разработан с использованием инструмента на основе алгоритма, разработанного исследователями Стэнфорда. (Источник: Маккензи Лик)

Уважая ремесло

Описывая очарование бумажных лоскутных одеял, Лик ссылается на современную эстетику и высокий уровень контроля и точности. Швы квилта прошиваются через бумажный узор, и по мере того, как процесс сшивания продолжается, отдельные куски ткани переворачиваются, чтобы сформировать окончательный дизайн. Все это действие «сшить и перевернуть» означает, что выкройку необходимо создавать в аккуратном порядке.

Плохо выполненные выкройки могут привести к незакрепленным деталям, дырам, неправильным швам и дизайну, который будет просто невозможно завершить. Когда квилтеры создают свои собственные рисунки сшивания бумаги, выяснение порядка швов может занять значительное время - и все равно привести к неудовлетворительным результатам.

«Самая большая проблема, которую мы решаем, - позволить людям сосредоточиться на творческий частично и разгрузить умственную энергию выяснения, могут ли они использовать эту технику или нет », - говорит Лик, ведущий автор статьи. «Для меня важно, чтобы мы действительно осознавали и уважали то, как люди любят творить, и что мы не слишком автоматизируем этот процесс».

Это не первая попытка Лика заняться компьютерным квилтингом. Ранее она разработала инструментом для импровизационного квилтинга, который она представила на конференции по взаимодействию человека и компьютера CHI в мае.

Выкройки для квилтинга

Разработка алгоритма, лежащего в основе этого последнего программного обеспечения для квилтинга, потребовала серьезной теоретической базы. Имея несколько существующих рекомендаций, исследователям пришлось сначала получить более формальное понимание того, что делает лоскутное одеяло пригодным для использования, а затем представить это математически.

В конце концов они нашли то, что им было нужно, в особой структуре графа, называемой гиперграфом. В то время как так называемые «простые» графики могут соединять точки данных только линиями, гиперграф может учитывать перекрывающиеся отношения между многими точками данных. (Диаграмма Венна - это разновидность гиперграфа.) Исследователи обнаружили, что описания будет кусочком бумаги, если его можно изобразить гиперграфом, края которого можно удалять по одному в определенном порядке, что будет соответствовать тому, как прошиваются швы в шаблоне.

Программное обеспечение-прототип позволяет пользователям набросать дизайн, а лежащий в основе алгоритм на основе гиперграфа определяет, какие шаблоны бумажной основы могут сделать это возможным - если таковые имеются. Многие дизайны имеют несколько вариантов узоров, и пользователи могут корректировать свой эскиз, пока не получат узор, который им нравится. Исследователи надеются сделать общедоступной версию своего программного обеспечения этим летом.

«Я не ожидал, что буду писать диссертацию по компьютерным наукам о квилтинге, когда только начинал, - говорит Лик. «Но я обнаружил, что это действительно богатое пространство проблем, связанных с дизайном, вычислениями и традиционными ремеслами, поэтому мы смогли создать и исследовать множество различных вещей в этом пространстве».

Исследователи представят свои бумаги на конференции компьютерной графики SIGGRAPH 2021 в августе. Дополнительные соавторы - из Калифорнийского университета в Беркли и Корнельского университета.

Источник: Стэнфордский университет

Об авторе

Эта статья первоначально появилась на будущность