[發(fā)明專利]流體碰撞效果的展示方法、裝置、電子設備及存儲介質(zhì)

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• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN114912376A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 王兢業(yè);李小奇
• 申請（專利權）人: 北京字跳網(wǎng)絡技術有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/23;G06F30/25;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 張筱寧

本公開實施例提供了一種流體碰撞效果的展示方法、裝置、電子設備及存儲介質(zhì)，涉及計算機圖像學技術領域。該方法包括：根據(jù)預設加速度調(diào)整網(wǎng)格在當前幀的速度，根據(jù)網(wǎng)格的調(diào)整后的速度、網(wǎng)格與三維虛擬空間中預設的容器壁的位置關系以及預設的反彈速度，獲得網(wǎng)格在下一幀的速度；根據(jù)網(wǎng)格在下一幀的速度以及網(wǎng)格內(nèi)的流體粒子在當前幀的速度，獲得流體粒子在下一幀的速度，根據(jù)流體粒子在下一幀的速度以及在當前幀的三維坐標，獲得流體粒子在下一幀的三維坐標；根據(jù)三維流體中所有流體粒子在下一幀的三維坐標，在三維虛擬空間中展示下一幀的三維流體。本公開實施例能夠展示更加真實自然的流體碰撞效果。

技術領域

本公開涉及計算機圖像學技術領域，具體而言，本公開涉及一種流體碰撞效果的展示方法、裝置、電子設備及存儲介質(zhì)。

背景技術

流體模擬是計算機圖形學和動畫的一個非常重要的技術，逼真的流體將為用戶帶來更真實的體驗。但流體的模擬很困難，因為正確的模擬流體行為，模擬流體行為包括對流，擴散，湍流及表面張力的模擬是很復雜的。

流體模擬通常有兩種方法：基于網(wǎng)格的流體展示方法和基于流體粒子的流體展示方法。

1)基于網(wǎng)絡的流體展示方法是把流體看成是連續(xù)的，而把空間區(qū)域離散成網(wǎng)格，再使用有限差分法即歐拉模型來實現(xiàn)基于網(wǎng)格的流體模擬的全過程。基于網(wǎng)格的流體模擬的方法的缺點是：擴散，湍流及表面張力的模擬過程中需要計算的強度大，而且整個模擬過程不能逼真的模擬例如模擬空間有界的一些模擬效果。

2)基于粒子的流體展示方法所采用的模型為拉格朗日模型，是把流體表示成一組離散的流體粒子，通過求解粒子動力學來模擬整個流體運動的全過程。目前被廣泛采用的基于粒子的流體展示方法是光滑粒子流體動力學方法，該方法存在邊界粒子計算精度低和張力不穩(wěn)定的固有缺陷。

在目前的流體展示效果中，當粒子運動到空間壁時，粒子速度強制設置為0，顯然這與真實的流體碰撞效果存在很大差異，模擬出的流體仿真性很差，并且還會有部分流體粒子移動到三維虛擬空間的外部，造成顯示效果損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的流體碰撞效果的展示方法、裝置、電子設備及存儲介質(zhì)。

第一方面，提供了一種流體碰撞效果的展示方法，該方法包括：

對展示三維流體的三維虛擬空間進行網(wǎng)格化處理，獲得網(wǎng)格集合，獲得三維流體中各流體粒子在當前幀的三維坐標和速度，以確定各流體粒子在當前幀所在的網(wǎng)格；

對于網(wǎng)格集合中的每個網(wǎng)格，根據(jù)網(wǎng)格內(nèi)部以及預設范圍內(nèi)的周邊網(wǎng)格內(nèi)的流體粒子在當前幀的速度，獲得網(wǎng)格在當前幀的速度；

根據(jù)預設加速度調(diào)整網(wǎng)格在當前幀的速度，獲得網(wǎng)格的調(diào)整后的速度，根據(jù)網(wǎng)格的調(diào)整后的速度、網(wǎng)格與三維虛擬空間中預設的容器壁的位置關系以及預設的反彈速度，獲得網(wǎng)格在下一幀的速度；

根據(jù)網(wǎng)格在下一幀的速度以及網(wǎng)格內(nèi)的流體粒子在當前幀的速度，獲得流體粒子在下一幀的速度，根據(jù)流體粒子在下一幀的速度以及在當前幀的三維坐標，獲得流體粒子在下一幀的三維坐標；

根據(jù)三維流體中所有流體粒子在下一幀的三維坐標，在三維虛擬空間中展示下一幀的三維流體。

第二方面，提供了一種流體碰撞效果的展示裝置，包括：

網(wǎng)格處理模塊，用于對展示三維流體的三維虛擬空間進行網(wǎng)格化處理，獲得網(wǎng)格集合，獲得三維流體中各流體粒子在當前幀的三維坐標和速度，以確定各流體粒子在當前幀所在的網(wǎng)格；

網(wǎng)格速度模塊，用于對于網(wǎng)格集合中的每個網(wǎng)格，根據(jù)網(wǎng)格內(nèi)部以及預設范圍內(nèi)的周邊網(wǎng)格內(nèi)的流體粒子在當前幀的速度，獲得網(wǎng)格在當前幀的速度；