La foresta venuta dallo spazio

L’ultimo video a 360° realizzato nell’ambito del progetto Fibers of the Universe presenta quella che, a prima vista, può sembrare un’esperienza sensoriale immaginaria. In realtà, quello che si vede nel video “A Sacred Forest” è l’evoluzione temporale di una simulazione bidimensionale di campo magnetico generato attorno ad un buco nero supermassiccio. I dati di partenza utilizzati fanno parte, infatti, di uno studio sviluppato da Giannandrea Inchingolo durante il suo dottorato presso l’Instituto Superor Técnico di Lisbona. Il progetto è stato supervisionato da Giannandrea Inchingolo stesso e svolto in collaborazione con lo studente Andrea Rami (supervisione Serena Morigi, (AM)^2 research group – Dipartimento di Matematica, Università di Bologna).

Nella rappresentazione del video, l’evoluzione temporale dei dati 2D è stata espressa come un unico volume 3D. In particolare i dati della simulazione comprendevano 2920 file 2D e sono stati trasformati in un volume 3D da cui è stato estratto un volume di dimensioni più piccole (sottocampionamento) per una prima e più accessibile analisi usando il software di visualizzazione Paraview.

Il volume dei dati visualizzato in Paraview

Successivamente il volume è stato elaborato tramite uno script di Python e mappato in una mesh di Blender. Tramite lo script, si è andati a creare un anello di vertici della mesh attorno ad ogni dato del volume, definendo allo stesso tempo le coordinate UV della mesh. In questa maniera è stato possibile utilizzare alcune delle proprietà fisiche dei dati di partenza (ad esempio direzione del campo vettoriale e intensità) per ottenere una visualizzazione tubolare dei dati, chiamata in gergo “spaghetti” visualization.

Mesh in Blender

Una volta ottenuta la mesh desiderata, abbiamo proseguito il lavoro applicando i diversi strumenti di rendering di Blender. Tramite i nodi di Blender, è stato possibile parametrizzare le coordinate UV della mesh per definire un materiale e una palette di colori che rispettasse l’evoluzione temporale e l’intensità del campo magnetico. Queste tecniche hanno permesso di sviluppare la struttura base dei filamenti visibili nel video e di caratterizzarne la curvatura e il colore.

Render a 360° dei filamenti

Per aggiungere maggiore dinamica alla mesh, è stata applicata alla mesh un modificatore Displace che va ad animare la geometria creata in base ad un rumore 3D tempo variante.
L’effetto nebbia visibile ad apertura e chiusura del video è stato realizzato a partire da un cubo in Blender e andando ad impostare i valori della Musgrave Texture nei nodi per regolare la visualizzazione e il movimento della nebbia.

Simulazione dell’effetto nebbia che si vede inizialmente nel video

L’animazione è stata quindi terminata andando ad impostare un movimento di camera che fosse morbido per una vista stereoscopica a 360 gradi e con l’aggiunta di effetti di luce per sottolineare la narrazione del video.

Render a 360° dei filamenti verso il finale del video

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