Cascadeur: A talpra eső macska kérdése

0

Ez a cikk eredetileg a CG Channel oldalon jelent meg. Ha érdekelnek a vizuális effektek, a játékfejlesztés és a számítógépes grafika, napi hírekért és inspirációért keresd fel a www.cgchannel.com-ot.

Ahogy az számunkra ismeretes, a macskák mindig a talpukra esnek. A tudósokat annyira lenyűgözte ez a jelenség, hogy több modell segítségével próbálták szemléltetni, hogyan képesek erre. A szemléltetéshez meglehetősen kezdetleges modelleket és primitív geometriai alakzatokat használtak (pl hengereket). Csapatunkkal – akikkel kifejlesztettünk egy, a fizikán alapuló animációs szoftvert, a Cascadeur-t, – megkíséreltük egy sokkal összetettebb modellen bemutatni a trükköt.

Fizikusok feltételezési szerint a macskák képesek arra, hogy az esés kezdetén megbecsüljék a zuhanás közben felmerülő elfordulás mértékét, ezáltal konkrét nyomást tudnak gyakorolni a testük megfelelő pontjaira ahhoz, hogy tökéletes szögben, biztonságosan érkezzenek a földre. Kísérletek azt is kimutatták, hogy ha egy macskát a lábainál fogva fellógatunk, majd elvágjuk a kötelet, a macska még így is képes lesz átfordítani magát a helyes esési szögbe. Úgy tűnik, ez a macskák sajátos reflexe. Amint elveszítik az egyensúlyukat, azonnal megbecsülik térbeli orientációjukat, majd megteszik a kellő mozdulatot a biztonságos landoláshoz.

Ez a reflex nem igazán működik gravitáció nélkül, de a macskák még ennek hiányában is képesek megváltoztatni térbeli tájolásukat testük mozgatásával.

Megpróbáltuk megismételni a trükköt Cascadeur-ben. A macska teste a szoftver segítségével lehetővé teszi a mozdulatok részletes szimulálását.

A zuhanó macska fő problémája, hogy támaszpont hiányában a macska nem tudja megváltoztatni szöghelyzetét így ha az a zuhanás kezdetén 0 fok, akkor 0 is marad.

Korábban azt gondoltunk, azáltal képesek átfordítani testüket esés közben, ha farkukat az egyik, testüket pedig másik irányba lendítik, ezzel 0 fokon tartva a szöghelyzetet. Ez ésszerűen hangzik, ám a farok önmagában nem tűnik elegendő magyarázatnak. Amint azt valós kísérletek mutatják, a macskák sokkal összetettebb módon mozognak. Sőt, még egy farok nélküli macska is képes jól átfordulni.

Különböző korok fizikusai különböző válaszokat találtak erre a jelenségre.
1984-ben L. Lecornu előállt egy modellel, mely a macskát két, egymással meghatározott szögben forgó hengerként szemléltette. Ez az elképzelés bírt jelentős hatással a tudományos közösségre, ám 1935-ben, két holland kutató – Rademaker és Braak – továbbfejlesztették a modellt. 

A kísérletek azt mutatták, hogy a macskák a gerincük középpontjánál hajlítják a testüket.

A macskatest elülső és hátsó fele tehát leírható két hengerként, amelyek tengelyük mentén foroghatnak. Ha ezen tengelyek között van egy szög, akkor a hengerek forgása általános kompenzációs forgást hoz létre az ellenkező irányba, hogy a teljes perdületet nullán tartsa.

Kardfogú macskánk segítségével megpróbáltuk mindezt Cascadeur-ben szemléltetni. 

Bármennyire is próbáltuk meghajlítani a macska testét, nem tudtuk elérni a 180 °-ot. A legjobb eredmény, amit egy egyszerű mozdulat során bemutatva el tudtunk érni, az egy 120 fok-os fordulat volt, így arra a következtetésre jutottunk, hogy ez a feltételezés sem állja meg önmagában a helyét.

Egy másik, a fizikusok körében népszerű modellel rukkolt elő M.Guyou. Eszerint, ha a macskák eséskor  először összepréselik mellső lábaikat, kiegyenesítik hátukat, s eközben testük elülső felét meghatározott tengely mentén forgatják a hátsóhoz képest, a perdületek közötti különbség miatt, a test első fele nagyobb mértékben fog elfordulni, mint a hátsó fele, ami eközben az ellenkező irányba fordul. Ezután az eddig préselt mellső lábaikat kiegyenesítik, majd hátsó lábaikat szorítják be, ennek köszönhetően mostmár a test hátsó felét fogják meghatározott tengely mentén forgatni az első feléhez képest. Ez azt eredményezi, hogy a test hátsó fele nagyobb szögben fog fordulni, és az egész test helyzete megváltozik, annak ellenére, hogy a pördület végig 0 fokon maradt. 

Indokoltnak hangzik, ám még egy fontos kérdés: miért egy mellső és egy másik hátsó lábukat egyenesítik csak ki, amikor előnyösebbnek tűnik mindkét első és utána mindkét hátsó láb kiegyenesítése?

A videó referenciák alapos megvizsgálása után rájöttünk, hogy a macskák nem csupán egyenesítik az első és hátsó lábaikat, hanem ellentétes irányba is fordítják őket.

Mivel két hengernél sokkal összetettebb modellt használtunk, képesek voltunk újra szimulálni a macskák lábainak lengő mozgásait. A kísérlet során rájöttünk, hogy a lábak meglepő hatással vannak a forgásra, a test hajlítása a lábak ellentétes irányba mozgatása elegendő egy macska 180 fokkal történő elfordításához.

Mivel kardfogú macskánk farka rövid volt, így a kísérletben nem igazán használtuk. Való életben azonban, inkább a farkuk segítségével erősítenek rá a forgásra, alig hajlítják a testüket és kis mértékben lengetik csak meg a lábukat. 

Arra a következtetésre jutottunk, hogy több módszert is használnak egyszerre. A test hajlítása bír a legnagyobb tényezővel, a lábak lendítése a második legfontosabb, és a farok mozgása egészíti ki az összhatást. 

Annak ellenére, hogy a kísérletünk nem tudományos tanulmány, reméljük, hogy szórakoztatónak találtad és segített jobban megérteni, hogy a macskák hogyan tudják ezt a trükköt végrehajtani. Ha bármilyen kérdésed van, nyugodtan tedd fel a megjegyzésekben.


Share.

About Author

szadani

Leave A Reply