物体表面水滴运动的实时动画仿真方法

摘要

为增强实时三维雨天场景的真实感,提出一种模仿物体表面水滴运动的动画仿真方法.针对已有降维模拟方法中水滴无法离开纹理空间的问题,将水滴分为二维与三维2种类型,实现世界空间下的三维水滴与纹理空间内二维水滴的相互转换.物理仿真时将水滴视为刚体粒子,通过基于velocity-verlet的积分方法求解运动轨迹方程.渲染时依据纹理空间内的仿真数据生成高度图,并根据高斯模糊与色阶算法模拟水滴间的液体桥现象,将其转换为法线纹理渲染水滴.实验结果表明,该方法能够实时模拟物体表面的水滴运动,使得降维水滴运动模拟不再依赖于连续曲面,对比基于光滑粒子动力学的二维与三维模拟方法,模拟效率分别提高2倍与5倍以上.