基于粒子的流体模拟
1、基于粒子的流体模拟
该方法将连续的流体用相互作用的粒子来描述，各个粒子上承载各种物理量，包括质量、速度和压强等。通过求解粒子的动力学方程，并跟踪每个粒子的运动轨迹，求得整个系统的力学行为。理论上，只要粒子的数量足够多的，就能精确地描述力学过程。
2、程序实现
- 创建场景图:
std::shared_ptr<SceneGraph> scn = std::make_shared<SceneGraph>();
- 创建仿真边界以及粒子流体节点，这里的边界是一个静态的碗模型：
auto boundary = scn->addNode(std::make_shared<StaticBoundary<DataType3f>>()); ;
boundary->loadCube(Vec3f(-0.5, 0, -0.5), Vec3f(1.5, 2, 1.5), 0.02, true);
boundary->loadSDF("../../data/bowl/bowl.sdf", false);
auto fluid = scn->addNode(std::make_shared<ParticleFluid<DataType3f>>());
fluid->loadParticles(Vec3f(0.5, 0.2, 0.4), Vec3f(0.7, 1.5, 0.6), 0.005);
fluid->connect(boundary->importParticleSystems());
- 计算法线：
auto calculateNorm = std::make_shared<CalculateNorm<DataType3f>>();
fluid->stateVelocity()->connect(calculateNorm->inVec());
fluid->graphicsPipeline()->pushModule(calculateNorm);
- 创建渲染节点：
auto colorMapper = std::make_shared<ColorMapping<DataType3f>>();
colorMapper->varMax()->setValue(5.0f);
calculateNorm->outNorm()->connect(colorMapper->inScalar());
fluid->graphicsPipeline()->pushModule(colorMapper);
auto ptRender = std::make_shared<GLPointVisualModule>();
ptRender->setColor(Vec3f(1, 0, 0));
ptRender->setColorMapMode(GLPointVisualModule::PER_VERTEX_SHADER);
ptRender->setColorMapRange(0, 5);
fluid->currentTopology()->connect(ptRender->inPointSet());
colorMapper->outColor()->connect(ptRender->inColor());
fluid->graphicsPipeline()->pushModule(ptRender);
- 创建一个colorBar，在显示的时候，会将不同速度的粒子渲染成不同的颜色：
// A simple color bar widget for node
auto colorBar = std::make_shared<ImColorbar>();
colorBar->varMax()->setValue(5.0f);
calculateNorm->outNorm()->connect(colorBar->inScalar());
// add the widget to app
fluid->graphicsPipeline()->pushModule(colorBar);
3、仿真效果
代码参考example/GL_ParticleFluid/main.h:
