Modelowanie zjawiska wzbitego puchu śnieżnego dla potrzeb animacji komputerowej

• Autorzy: Raczkowski J. , Sobiecki M.

Warianty tytułu

EN

Modeling the phenomenon of entrained powder snow for the computer animation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaproponowano metodę tworzenia symulatora przepływu płynu i wykorzystania utworzonego modelu do realistycznej wizualizacji wzbijanego puchu śnieżnego. Symulator bazuje na uproszczonym i stabilnym rozwiązaniu równań Naviera-Stokesa w przestrzeni wokselowej. Przedstawiony został wpływ poszczególnych składników równań (adwekcja, dyfuzja, wpływ sił zewnętrznych i ciśnienia) na uzyskiwany rozkład gęstości płynu. W pracy opisano przykładowe animacje i przedstawiono analizę wydajności rozwiązania.

EN

Computer animation combines art and engineering in order to create artificial but realistic images. It is widely used in movie industry, advertisement, and in all areas where visual imaging is applied. Modeling natural phenomena including fluid flows is an important part of this task.In our paper we propose a method of simulation and rendering of fluid to get realistic images of selected natural phenomena. We concentrate on an animation of powder snow and pretend to produce video sequences of entrained snow by a skier or a snowboarder, snow making devices, and snow blown off from a roof. The model of snow movement is based on Navier-Stokes equations solved in an unconditionally stable way in the voxel space. All factors effecting fluid movement, including advection, external forces, diffusion and pressure impact, are considered. We propose the method for calculations of these factors assuming a number of simplifications in our solver. The volume ray-tracer from the Blender 3D open-source visualization environment is applied to render subsequent frames. As a result we present examples of created animations showing the behavior of entrained snow. This is to prove that our solver can produce accepted visual reality of the considered phenomenon. We analyze the efficiency of the proposed modeling method concluding that some factors may significantly reduce the computing power and memory requirements.

Słowa kluczowe

PL

symulacja płynów; modelowanie zjawisk naturalnych; animacja komputerowa; śnieg

EN

fluid simulation; modeling of natural phenomena; computer animation; snow

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 60, nr 5
• Strony: 292--296
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Raczkowski J.

• Politechnika Warszawska, Instytut Informatyki, ul. Nowowiejska 15/19, 00-665 Warszawa

autor

Sobiecki M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Informatyki, ul. Nowowiejska 15/19, 00-665 Warszawa

Bibliografia

• [1] Bridson R.: Fluid Simulation for Computer Graphics. A K Peters,2008.
• [2] Fedkiw R., Stam J., Jensen H.W.: Visual Simulation of Smoke. Computer Graphics Proceedings Annual Conference Series, Siggraph’01, pp.15-22, 2001.
• [3] Foster N., Metaxas D.: Realistic Animation of Liquids. Graphical Models and Image Proc., vol.58(5), pp.471-483, 1996.
• [4] Foster N., Metaxas D.: Modeling the Motion of a Hot, Turbulent Gas. Computer Graphics Proceedings Annual Conference Series, Siggraph’97, pp.181-188, 1997.
• [5] Foster N., Fedkiw R.: Practical Animation of Liquids. Computer Graphics Proceedings Annual Conference Series, Siggraph’01, pp.23- 30, 2001.
• [6] Stam J.: Stable Fluids. Computer Graphics Proceedings Annual Conference Series, Siggraph’99, pp.121-129, 1999.