Akışkan animasyonu - Fluid animation

Simülasyon yoluyla oluşturulan bir sıvı animasyon örneği

Akışkan animasyonu , su ve duman gibi akışkanların gerçekçi animasyonlarını oluşturmak için bilgisayar grafik tekniklerini ifade eder . Akışkan animasyonları, genellikle, gerçek akışkan fiziğini yöneten Euler denklemlerinin veya Navier-Stokes denklemlerinin yaklaşık çözümlerine dayanmalarına rağmen, titizlikle doğru fiziksel sonuçlara daha az vurgu yapılarak, tipik olarak bir sıvının nitel görsel davranışını taklit etmeye odaklanır . Akışkan animasyon, filmler veya görsel efektler için zaman alıcı, yüksek kaliteli animasyonlardan bilgisayar oyunları gibi gerçek zamanlı animasyonlar için basit ve hızlı animasyonlara kadar farklı karmaşıklık seviyelerinde gerçekleştirilebilir .

Hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile ilişkisi

Akışkan animasyonu , akışkan animasyonunun öncelikle görsel efektler için kullanılmasıyla hesaplamalı akışkanlar dinamiğinden (CFD) farklıdır , oysa hesaplamalı akışkanlar dinamiği akışkanların davranışını bilimsel olarak titiz bir şekilde incelemek için kullanılır.

Gelişim

Farklı viskozitelere sahip iki sıvının simülasyonu

Navier-Stokes denklemlerine dayalı akışkan animasyon tekniklerinin gelişimi, 1996 yılında Nick Foster ve Dimitris Metaxas'ın çalışmalarını Harlow ve Welch'in bilimsel bir CFD makalesine dayanarak bilgisayar grafiği bağlamında 3D Navier-Stokes denklemlerine çözümler uyguladıkları zaman başladı. 1965. Bu noktaya kadar, geçici parçacık sistemleri, yükseklik alanları gibi daha düşük boyutlu teknikler ve yarı rastgele türbülanslı gürültü alanları dahil olmak üzere öncelikle çeşitli basit yöntemler kullanıldı.

1999'da Jos Stam, yarı Lagrange tavsiye tekniğinden yararlanan ve koşulsuz kararlı davranış sağlamak için viskozitenin örtük entegrasyonunu kullanan "Kararlı Akışkanlar" yöntemini yayınladı . Bu, çok daha büyük zaman adımlarına ve dolayısıyla daha hızlı simülasyonlara izin verdi. Bu genel teknik, Ronald Fedkiw ve ortak yazarlar tarafından daha gerçekçi duman ve ateşin yanı sıra seviye belirleme yönteminin varyantlarını kullanan karmaşık 3D su simülasyonlarını ele almak için genişletildi .

Bu alandaki bazı önemli akademik araştırmacılar arasında Jerry Tessendorf, James F. O'Brien , Ron Fedkiw , Mark Carlson, Greg Turk , Robert Bridson , Ken Museth ve Jos Stam bulunmaktadır .

Yazılım

Birçok 3B bilgisayar grafik programı, akıcı animasyon tekniklerini uygular. RealFlow , filmlerde, televizyon programlarında, reklamlarda ve oyunlarda görsel efektler üretmek için kullanılan bağımsız bir ticari pakettir. RealFlow, bir sıvı-örtük parçacık (FLIP; hücre içi parçacık yönteminin bir uzantısı ) çözücü, bir hibrit ızgara ve köpük ve sprey gibi gelişmiş özelliklere izin veren bir parçacık yöntemi uygular . Maya ve Houdini , akıcı animasyona izin veren diğer iki ticari 3D bilgisayar grafik programıdır.

Blender , 2020'de açık kaynaklı mantaflow projesinin çok çeşitli Navier-Stokes çözücü varyantlarıyla entegrasyonuna kadar sıvıları canlandırmak için parçacık tabanlı bir Kafes Boltzmann yöntemini kullanan açık kaynaklı bir 3D bilgisayar grafik programıdır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar