流体模拟是通过
计算机图形学与物理学方程结合,模拟海浪、烟雾等自然流体现象的技术。其核心在于将流体动力学模型转化为可视化效果,应用于影视、游戏、科研等领域。
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。例如,2025年上映的电影《新狂蟒之灾》使用了动态捕捉与流体力学模拟技术,打造出栩栩如生的巨蟒形象,让观众真切感受到惊险刺激的冒险场景。
基于纹理变换的流体模拟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。