隨著計算機圖形學(xué)的發(fā)展,基于物理的模擬方法繪制流體動畫在電影特效和交互式應(yīng)用中日趨普遍。這些仿真動畫在豐富其場景制作元素的同時,也給人以震撼的視覺享受,并產(chǎn)生了巨大的科研價值與商業(yè)價值。目前,流體的交互式仿真模擬研究大多是追求其逼真的渲染效果,以便應(yīng)用于影視特效,但這些場景模擬動輒就需要幾十萬甚至上百萬的粒子參與,并且還要重構(gòu)流體表面網(wǎng)格來進行渲染,代價高昂且不實時。為了進行流體仿真的實時渲染,提高流體動畫的應(yīng)用潛力,本文在以往流體粒子與流體網(wǎng)格模擬方法的基礎(chǔ)上,簡化其渲染步驟并優(yōu)化了物理仿真過程,極大提高了模擬的實時性;另外,引入更為精確的光照渲染模型來展現(xiàn)出流體動畫豐富多彩的視覺效果。首先,針對不同的流體模擬場景采用不同的模擬方法。流體粒子方法（SPH）適用于模擬像是溪流這樣可在場景中任意流動的流體,流體網(wǎng)格方法（求解波動方程）適用于模擬像是水池這樣固定流體運動范圍的場景,也可以耦合這兩類方法來迎合模擬需求。合適的模擬方法能夠極大提高流體仿真的效率,為后續(xù)流體動畫的實時渲染奠定基礎(chǔ)。其次,每一種流體模擬方法都有其限制仿真效率的瓶頸。為了進行流體動畫的實時渲染,針對粒子模擬方法中提取... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

目前主流的流體仿真技術(shù)

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文External Pressure ViscosityF F F F ExternalF g PressureF p2ViscosityF v ，壓力 與粘滯力 分別作用于流體粒粒子；流體內(nèi)部受到不同壓力的影響導(dǎo)致產(chǎn)生了流分指向壓力低的部分，數(shù)值上為壓力場 的梯度，如水管中的液體就是順著流體壓力的方向不斷的向間運動的速度不同而產(chǎn)生的，在液體流動時，流速于流速慢的液體，此力的數(shù)值與流體的速度v和粘性ernalPressureFViscosityFp

第 2 章 構(gòu)建流體運動的物理模型2.1.2 SPH 方法的推導(dǎo)計算SPH 算法作為流體力學(xué)中最流行的數(shù)學(xué)分析方法，它同樣也包含著“光滑核”的概念。所謂的“光滑核”，就是流體粒子的物理屬性會影響到到流體周圍的其它粒子，其中最大的影響半徑稱為光滑核半徑，而且粒子之間的相互影響與粒子之間的距離成反比，將這種具有正態(tài)高斯曲線分布的函數(shù)稱為光滑核函數(shù)�？梢酝ㄟ^這樣的設(shè)想來理解 SPH 方法中的光滑核函數(shù)，從微觀角度上來看，流體是由單個離散的粒子構(gòu)成，而從宏觀角度上來看，流體是連續(xù)且作為一個統(tǒng)一的整體，所以在流體中各處參與物理仿真的計算值都受到周圍粒子的影響。


本文編號：3220992