Một thuật toán mới tự động hóa quá trình nổi tiếng phức tạp - và thường gây khó chịu - để tìm ra thứ tự các bước trong các mẫu chần nâng cao.

Thay vào đó, điều đó cho phép các nhà sản xuất mền tập trung vào thiết kế và sáng tạo.

Mackenzie Leake, sinh viên tốt nghiệp ngành khoa học máy tính của Đại học Stanford, đã chần chừ từ năm 10 tuổi, nhưng cô chưa bao giờ tưởng tượng rằng nghề này sẽ là trọng tâm trong luận án tiến sĩ của mình. Bao gồm trong công việc đó là phần mềm nguyên mẫu mới có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo mẫu cho một dạng chần bông được gọi là ghép giấy nền, bao gồm việc sử dụng lớp nền làm bằng giấy nền để xếp và may một thiết kế chần bông.

Phát triển một mẫu chăn bông mảnh giấy nền — trông tương tự như một sơn theo số phác thảo — thường không trực quan. Có một số hướng dẫn chính thức về mô hình và những hướng dẫn tồn tại không đủ để đảm bảo một kết quả thành công.

Leake, thành viên phòng thí nghiệm của Maneesh Agrawala, giáo sư khoa học máy tính và giám đốc, cho biết: “Quilting có truyền thống phong phú này và mọi người làm ra những vật gia truyền rất riêng tư và trân trọng này nhưng việc chần giấy thường đòi hỏi mọi người phải làm việc từ các mẫu mà người khác thiết kế,” Leake, một thành viên phòng thí nghiệm của Maneesh Agrawala, giáo sư khoa học máy tính và giám đốc. của Brown Institute for Media Innovation tại Stanford.

“Vì vậy, chúng tôi muốn sản xuất một công cụ kỹ thuật số cho phép mọi người thiết kế các mẫu mà họ muốn thiết kế mà không cần phải suy nghĩ về tất cả các hình dạng, thứ tự và các ràng buộc.”

Mỗi khối trong chiếc chăn này được thiết kế bằng một công cụ dựa trên thuật toán do các nhà nghiên cứu Stanford phát triển. (Tín dụng: Mackenzie Leake)

Tôn trọng nghề

Khi mô tả sức hấp dẫn của mền mảnh giấy, Leake trích dẫn tính thẩm mỹ hiện đại và mức độ kiểm soát và độ chính xác cao. Các đường may của chăn bông được may thông qua mẫu giấy và khi tiến hành quá trình ghép, các mảnh vải riêng lẻ sẽ được lật lại để tạo thành thiết kế cuối cùng. Tất cả hành động “may và lật” này có nghĩa là mẫu phải được sản xuất theo một trình tự cẩn thận.

Các mẫu được thực hiện kém có thể dẫn đến các mảnh rời, lỗ, đường nối không đúng vị trí và thiết kế đơn giản là không thể hoàn thiện. Khi các nhà làm mền tạo ra thiết kế ghép giấy của riêng mình, việc tìm ra thứ tự của các đường nối có thể mất nhiều thời gian — và vẫn dẫn đến kết quả không như ý.

“Thách thức lớn nhất mà chúng tôi đang giải quyết là để mọi người tập trung vào sáng tạo Leake, tác giả chính của bài báo cho biết. “Điều quan trọng đối với tôi là chúng tôi thực sự nhận thức và tôn trọng cách mọi người thích tạo ra và rằng chúng tôi không bao quát quá trình đó.”

Đây không phải là bước đột phá đầu tiên của Leake vào nghề chần bông có sự hỗ trợ của máy tính. Trước đây cô ấy đã thiết kế một công cụ cho ứng dụng quilting, mà cô ấy đã trình bày tại hội nghị tương tác giữa con người và máy tính CHI vào tháng XNUMX.

Các mẫu chần bông

Việc phát triển thuật toán ở trung tâm của phần mềm chần bông mới nhất này đòi hỏi một nền tảng lý thuyết đáng kể. Với một vài hướng dẫn hiện có để tiếp tục, các nhà nghiên cứu trước tiên phải có được sự hiểu biết chính thức hơn về điều gì làm cho một mảnh giấy chăn bông có thể thực hiện được, và sau đó biểu diễn điều đó bằng toán học.

Cuối cùng họ đã tìm thấy thứ họ cần trong một cấu trúc đồ thị cụ thể, được gọi là siêu đồ thị. Trong khi cái gọi là đồ thị “đơn giản” chỉ có thể kết nối các điểm dữ liệu bằng các đường, một siêu đồ thị có thể điều chỉnh các mối quan hệ chồng chéo giữa nhiều điểm dữ liệu. (Biểu đồ Venn là một loại siêu đồ thị.) Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng Belt Hold sẽ là mảnh giấy nếu nó có thể được mô tả bằng một siêu đồ thị mà các cạnh của nó có thể được gỡ bỏ lần lượt theo một thứ tự cụ thể — điều này sẽ tương ứng với cách các đường may được may trong mẫu.

Phần mềm nguyên mẫu cho phép người dùng phác thảo một thiết kế và thuật toán dựa trên siêu đồ thị cơ bản xác định những mẫu nền giấy nào có thể làm cho nó trở nên khả thi — nếu có. Nhiều thiết kế dẫn đến nhiều tùy chọn mẫu và người dùng có thể điều chỉnh bản phác thảo của họ cho đến khi họ có được mẫu mà họ thích. Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ công bố rộng rãi phiên bản phần mềm của họ vào mùa hè này.

Leake nói: “Tôi không mong đợi sẽ viết luận văn khoa học máy tính của mình về chần bông khi tôi bắt đầu. “Nhưng tôi nhận thấy không gian thực sự phong phú của các vấn đề liên quan đến thiết kế và tính toán và thủ công truyền thống, vì vậy có rất nhiều phần khác nhau mà chúng tôi có thể rút ra và kiểm tra trong không gian đó.”

Các nhà nghiên cứu sẽ trình bày giấy tại hội nghị đồ họa máy tính SIGGRAPH 2021 vào tháng XNUMX. Các đồng tác giả khác đến từ Đại học California, Berkeley và Đại học Cornell.

nguồn: Đại học Stanford

Giới thiệu về Tác giả

Bài viết này ban đầu xuất hiện trên Tương lai