流体模拟的背景

流体模拟的分类

流体模拟的背景

计算机流体模拟主要是指结合流体模拟的物理现象、方程和计算机图形学的方法来模拟海面、海浪、烟雾等场景。2012中的海面场景、电脑游戏中的水面场景都计算机流体模拟的产物。

在计算机图形学中，自然场景模拟特别是流体模拟的重要应用及研究意义，它被广泛地应用于现实生活中许多领域，包括：广泛应用于科学研究、影视特效、电脑游戏、灾难营救、科普教育、体育竞技、军事仿真等应用领域。

因此，国内许多流体模拟研究者正在研究如何在计算机中模拟更真实的流体，如何绘制更真实的流体以及如何使得模拟速度更快。

流体模拟的分类

流体模拟的基本方法可分为三类： 基于纹理变换的流体模拟、基于二维高度场网格的流体模拟以及基于真实物理方程的流体模拟。

基于纹理变换的流体模拟现在多被应用于对性能要求较高的游戏来来模拟水面. 它只需要对水面纹理进行法向扰动后、绘制水面的倒影（反射）以及绘制水底的情况（透射）即可绘制出一般的水面效果。 但这种方法由于其根本上没有水面网格，所以水面起伏的绘制效果不明显。

于是，就有了基于二维高度场的网格流体模拟方法，这种方法首先把水面表示成为一个连续的平面网格，然后生成一系列对应于这张网络的连续的高度纹理－称为高度图。接着每个网格顶点对应于一个高度图的像素，作为水面高度，从而表示出整个水面。