Teslini patenti u 3D

Ovogodišnju manifestaciju Noć muzeja obeležili su mnogi događaji, ali je, kako izgleda, najveću pažnju Beograđana privukla postavka u Muzeju Nikole Tesle

Sem velikog broja eksponata, prikazani su i oni virtuelni, i to u sklopu projekta koji je potekao sa Elektronskog fakulteta u Nišu, uz podršku Ministarstva za prosvetu i nauku Republike Srbije. Projekat pod nazivom „Kompjuterska simulacija i 3D modeliranje originalnih patenata Nikole Tesle” nije postao hit samo u beogradskom muzeju. Njega je u formi digitalnog filma videlo i oko 200.000 Kineza na Svetskoj izložbi u toj najmnogoljudnijoj zemlji 2010. godine, kao i veliki broj posetilaca prezentacije našeg muzeja u Moskvi. Krajem juna Muzej Nikole Tesle gostovao je i u Americi. Digitalni film sadrži kratka objašnjenja izuma, animacije visoke definicije samih uređaja, kao i primere današnje primene tih tehnologija.

Tako je veliki broj ljudi video kako u praksi funkcionišu Teslini patentirani izumi. Rukovodilac i jedan od osnivača ovog projekta docent dr Vladan Vučković i njegov tim sa Elektronskog fakulteta u Nišu animirali su do najsitnijih detalja na desetine izuma i tako prikazali način funkcionisanja različitih uređaja. Najvažniji izvor informacija bili su upravo patenti sa Teslinim skicama, kao i drugi sadržaji iz muzeja.

Najatraktivniji deo projekta još je u razvoju. Tim Elektronskog fakulteta stvorio je interaktivno iskustvo iz prvog lica u popularnom Unreal engineu, koje korisnicima omogućava da „posete” laboratorije na Long Ajlendu i u Kolorado Springsu, kao i da vide animiranog Nikolu Teslu kako upravlja čuvenim brodićem sa daljinskom komandom na reci Hadson.

O detaljima smo popričali sa diplomiranim inženjerom Nikolom Stojanovićem i koosnivačem projekta dr Vladanom Vučkovićem, koji nam je objasnio da je saradnja sa Muzejem Nikole Tesle počela prilikom posete ove institucije Elektronskom fakultetu 2008. godine, kada je studentima i profesorima prezentaciju održao direktor muzeja Vladimir Jelenković.

Prvi 3D model bila je Teslina fontana, koja je animirana na osnovu originalnih nacrta iz muzeja. U proleće 2009. godine Ministarstvo za nauku i tehnologiju Republike Srbije podržalo je ovu zajedničku inicijativu dve institucije, tako da se razvoj ubrzao. Projekat je prikazan na brojnim domaćim seminarima i konferencijama, a interaktivni interfejs deo je stalne izložbe u Muzeju Nikole Tesle. Animacije elektronaca iz Niša videli su i Kinezi, Rusi i Amerikanci.

Najveći akcenat u razvoju projekta, prema rečima profesora Vučkovića, bio je na pronalascima iz oblasti elektroenergetike, a pre svega na Teslinom polifaznom sistemu koji danas predstavlja osnovu tehnološke civilizacije: „U tom smislu obradili smo nekoliko ključnih Teslinih patenata, pre svega Tesline polifazne generatore i motore bazirane na obrtnom polju, koji su danas u osnovi celog sistema. Takođe, zanimljivo je bilo proći kroz ceo sistem, uključujući tu i Tesline transformatore, tako da možemo da kažemo da je i naš sistem 3D modela Teslinih pronalazaka u oblasti energetike potpun.”

Teslin pronalazak magnetnog obrtnog polja, koji je omogućio rad indukcionih motora bez komutatora i četkica, važan je deo ovog projekta. Ovaj primer je najbolje svedočanstvo da je tim sa Elektronskog fakulteta u Nišu u obzir uzeo i sam misaoni proces kroz koji je Tesla prošao dok je razmišljao o ovom rešenju: „Kao i kod svih velikih ideja, osnovni princip je veoma prost. Naizmenične struje, koje su pomerene u fazi, dovode se na elektromagnete u statoru. Menjajući sinhronizovano svoj polaritet, u rotoru koji je u centru ove struje stvaraju magnetno polje koje se okreće u prostoru i vuče sa sobom armaturu”, objasnio nam je Vučković, i dodao: „Dok smo radili na 3D animaciji motora došli smo na ideju da polje predstavimo koristeći boje, tako da smo severni pol obojili plavom a južni crvenom bojom. Kada smo na kraju napravili animaciju rada motora, pred nama se na kompjuterskom displeju pojavilo obrtno magnetsko polje, tj. upravo ono što je Tesla video u mislima u momentu pronalaska obrtnog polja.”

Inženjer Nikola Stojanović upoznao nas je detaljnije sa softverom i tehnikama koje su korišćene u različitim fazama projekta: „Od softvera smo koristili Blender, Gimp i Unreal Development Kit (UDK). Zbog relativno malog 3D prostora imali smo slobodu da dodajemo teksture koje su veće rezolucije od uobičajenih, onakve kakve se koriste u razvoju video igara.”

Za kreiranje 3D sadržaja korišćena su open source rešenja: „Blender je služio za 3D modeling objekata i UV mapiranje. Za obradu tekstura koristili smo Gimp. Tako sklopljene objekte izvozili smo u UDK.” Stojanović nam je objasnio da je UDK odabran zbog kvaliteta renderinga i zbog mogućnosti detaljne kontrole svih parametara. To je timu omogućilo da stvori dobro optimizovano 3D okruženje, jer su, na primer, mogli da kontrolišu koji će objekti imati real time senke a koji „bejkovane” (lightmaps).

Za rendering je korišćen Lightmass engine koji je deo UDK paketa. To je elektroncima omogućilo da urade posao za kraće vreme nego da su „bejkovali” teksture u eksternoj aplikaciji. Od velike pomoći bio je i modul Kismet iz paketa UDK, koji omogućava „vizuelno programiranje” kroz povezivanje odgovarajućih nodova. Ipak, za postizanje veće interaktivnosti u scenama korišćen je Unreal Script, programski jezik iz UDK. Zahvaljujući funkcionalnosti Lightmass enginea postignuta je mogućnost brzog rendera scena HD rezolucije, što je autorima dalo dovoljno vremena da eksperimentišu dok ne postignu željene rezultate.

Na ovaj način oživljene su značajne lokacije na kojima je Nikola Tesla proveo nebrojene sate istraživanja. Jedna simulacija omogućava šetnju kroz laboratoriju u Kolorado Springsu (http://youtu.be/ZYmzaLF1Nic). Sama zgrada animirana je na osnovu brojnih sekundarnih izvora, dok je reljef modeliran na osnovu podataka iz Google Mapsa kako bi realističnost okruženja bila na nivou tačnosti u dizajnu izuma. U okruženju se vide fizički efekti, a posebno su atraktivni tzv. „božji zraci”, tj. efekat osvetljenja koji je veoma popularan u video igrama. Enterijerom laboratorije dominiraju čuvene Tesline munje, koje su odgovorne za odlično dinamičko osvetljenje u prostoriji koje ne zaostaje za modernim video igrama.

Naša sledeća virtuelna šetnja bila je kroz okruženje na Long Ajlendu (http://youtu.be/Xs-eR46hw-I), gde prostorom dominira Vordenklifski toranj. U ovoj fazi razvoja unutrašnjost laboratorije nije završena. U planu je da se taj prostor ispuni Teslinim izumima, što je sledeći zadatak ovog tima. Stojanović nam je pokazao i animaciju na reci Hadson (http://youtu.be/dCyfvPUg0pc), gde je „prisutan” i sam Nikola Tesla koji upravlja brodićem putem telekomandnog uređaja. Ta animacija predstavlja najreprezentativniji rezultat rada ovih mladih stručnjaka, imajući u vidu kombinaciju atraktivnosti Unreal enginea i temeljnog rada u oživljavanju patenata do najsitnijih detalja. Tim trenutno eksperimentiše i sa tehnologijom 3D Vision kako bi stvorio još uverljiviji model.

Projekat „Kompjuterska simulacija i 3D modeliranje originalnih patenata Nikole Tesle” pružio je priliku mnogim studentima da se dokažu u praksi u različitim oblastima vezanim za animaciju, programiranje, razvoj i produkciju. Pred timom je još dosta posla, a već se rađa i zamisao o širokoj dostupnosti ove simulacije korisnicima ukoliko se stvore uslovi za to, upravo zbog toga što ona ima ogroman obrazovni potencijal. Još važnije, izumi jednog od najvećih naučnika, pronalazača i vizionara svih vremena oživljeni su i predstavljeni svetu na atraktivan način i u skladu sa današnjim vremenom – u HD rezoluciji.

Ivan VESIĆ