流體模擬

流體模擬

流體模擬,是一種計算機流體模擬主要是指結合流體模擬的物理現象。

基本介紹

  • 中文名:流體模擬
  • 外文名:Fluid simulation
  • 也稱:計算機流體模擬
  • 分類:基於紋理變換的流體模擬等
流體模擬的背景,流體模擬的分類,

流體模擬的背景

計算機流體模擬主要是指結合流體模擬的物理現象、方程和計算機圖形學的方法來模擬海面、海浪、煙霧等場景。2012中的海面場景、電腦遊戲中的水面場景都計算機流體模擬的產物。
在計算機圖形學中,自然場景模擬特別是流體模擬的重要套用及研究意義,它被廣泛地套用於現實生活中許多領域,包括:廣泛套用於科學研究、影視特效、電腦遊戲、災難營救、科普教育、體育競技、軍事仿真等套用領域。
因此,國內許多流體模擬研究者正在研究如何在計算機中模擬更真實的流體,如何繪製更真實的流體以及如何使得模擬速度更快。
電影《後天》中的計算機特效電影《後天》中的計算機特效

流體模擬的分類

流體模擬的基本方法可分為三類: 基於紋理變換的流體模擬、基於二維高度場格線的流體模擬以及基於真實物理方程的流體模擬。
基於紋理變換的流體模擬多被套用於對性能要求較高的遊戲來來模擬水面. 它只需要對水面紋理進行法向擾動後、繪製水面的倒影(反射)以及繪製水底的情況(透射)即可繪製出一般的水面效果。 但這種方法由於其根本上沒有水面格線,所以水面起伏的繪製效果不明顯。
於是,就有了基於二維高度場的格線流體模擬方法,這種方法首先把水面表示成為一個連續的平面格線,然後生成一系列對應於這張網路的連續的高度紋理-稱為高度圖。接著每個格線頂點對應於一個高度圖的像素,作為水面高度,從而表示出整個水面。

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