RealFlow Hybrido 白皮书中文版

HYBRIDO---白皮书

目录

1.介绍 (3)

2.破船残骸：一个学习案例 (7)

2.01 设置网格域 (7)

2.0.2设置网格发射器 (8)

2.0.3 设置力（动力学场） (9)

2.04运行模拟 (10)

2.0.5配置曲面 (10)

2.0.6添加网格mesh (11)

2.0.7增加次级元素飞溅 (11)

2.0.8增加次级元素：润湿发射器 (13)

2.09增加次级元素：薄雾 (13)

2.10 增加次级元素，泡沫 (14)

2.10增加次级元素，水线 (15)

2.12改善模拟次数：IDOC概念 (15)

2.13渲染 (17)

3 总结 (18)

译者序

了解HYBRIDO模型的工作原理，在译者看来很有必要。虽然是2012版本的，但大部分工作模式是相同的，对于学习RealFlow有莫大帮助，译者在阅读后收益良多，因此将该篇短书翻译为中文，希望对RealFlow的热爱者有所帮助。

另因水平有限，译文有不正之处，希望大家批评指正，某度真的越来越不要脸了。

RealFlow爱好者

2016.3.19

1.介绍

HYBRIDO 是realflow5中第一次引入的流体技术名称；它指HYBrid大尺寸流体解算器。从realflow5发行以来这项技术已做重大修正和提升，所有那些工作已被编辑并提给用户。

这份文档是写给那些想了解HYBRIDO到底是怎么回事的读者--也写给那些知道HYBRIDO但想找出其在realflow2012中的新功能的用户。

在5版本以前，用realflow模拟中大尺寸的真实流体是比较困难的。主要问题是realflow使用基于粒子的方法解算流体方程式。这种方法易于获得有细节的飞溅，但是对于模拟核心中不需要细节的流体，你仍需使用大量粒子。这样虽然可以，但却使用了大量的模拟时间。

有效处理这种核心的液体模拟，最好的途径是使用基于网格的算法。在模拟将要发生的空间中建立网格，流体方程式被离散化，并在网格点上解算。但是这种方法不能有效的获得飞溅所需的优质细节--模拟优质细节的流体将需要一个超高分辨率的网格。

有一些方法和技术能够分别缓和基于粒子和基于网格的问题，但我们认为，解决这种局限最好的方式是使用hybrido模型，基于网格方法用作解算该种核心流体，而基于粒子的方法用作解算细节。

HYBRIDO是一个创新技术，整合了基于网格和基于粒子的方法，用来处理模拟中大尺寸场景的复杂工作，其它现象（也被称作次级元素）是类似的大尺寸流体，如泡沫，薄雾，很好的表面细节（置换）也被添加到这项技术中。

例如，下图中看到的截图就是HYBRIDO创建的典型模拟。所有的模拟数据都是用新版realflow中RenderKit工具MaxwellRender渲染的。

图--使用HYBRIDO创建的模拟

※网格域：模拟发生的空间。示例，计算的网格。

图--网格域

在一个场景中你可以有无数个网格域，但是它们之间不交互。

※网格发射器：发射器源。发射器必需附加到一个物体，这个物体定义液体创建的体积。在失船残赅场景中有两个发射器--一个用作主要水体，一个用作波浪。

图--网格发射器

※网格飞溅：当基于网格流体的一个下层分解区被侦测到时飞溅将自动生成。飞溅节点与基于粒子的发射器类似，因此你能使用所有realflow提供的基于粒子的方法。例如，你可以附加一个力给飞溅，你能更改飞溅粒子行为到弹性粒子，这些并无限制。

图--网格飞溅

表述飞溅节点的是一个简单的立方盒。这个立方盒限定了飞溅将要生成的体积，例如，只有在该立方盒内的下层分解区才会产生飞溅。飞溅粒子离开立方盒时并不会移除；当它们通过基于网格的液体的表面时才会移除，同时进入“空气”。注意飞溅粒子并不会增加基于网格流体的质量，这很重要。示例中基于网格的流体和基于粒子的流体间并没有什么联结。因此并不会生成泡沫。

※网格润湿：这是realflow2012中的新发射器。飞溅粒子将会在对象的湿润区创建并与主体水域交互。粒子一经创建它们的行为类似飞溅粒子。

※网格泡沫：基于贴图和/或基于粒子的泡沫。当飞溅粒子从“空气”进入基于网格流体的表面时，将生成泡沫。基于贴图的方法中一张灰度图指代泡沫；基于粒子方法中粒子指代泡沫。当使用基于粒子的方法生成泡沫时，你拥有和传统基于粒子的发射器一样的灵活性，因此泡沫粒子的模拟犹如基于粒子的模拟。

图--基于粒子的泡沫

※网格水线：这是realflow中的一个新粒子发射器。泡沫粒子将会在与主体水域交互的对象的周围创建。粒子一经创建它们的行为类似飞溅粒子。

※网格薄雾：薄雾是飞溅粒子破碎后形成的白色云雾状小液滴，飞溅粒子被追踪用于侦测何时破碎进程将要发生。当破碎条件具备后，蒲雾在那个点生成同时飞溅粒子失去的质量被转移到薄雾区。一但飞溅粒子低于一个阈值它将从模拟中移除。

※网格mesh【译者注：原文Grid mesh】:这个节点使用一个多边形网格指代基于网格液体的曲面。通常，你主要的观注将是，置换生成到添加网格曲面细节。

图--网格mesh和置换

2.破船残骸：一个学习案例

2.01 设置网格域

我们开始导入几何体场景到reallow中，然后在模拟发生的区域创建网格域。在这个场景中我们使用代理几何体用以避免太多数量的多边形模型。高数量的多边形模型使模拟变得更为缓慢，因此无论何时一个低数模型都受偏爱。几何体处于场景中时我们创建一个“网格域”节点，然后变换域使其包围我们模拟的关注区。

图--一个网格域和流体参数

现在我们不管网格域的默认参数。这将允许我们非常快速的模拟，以此快速检查设置是否创建正确。注意上图中的参数并非默认值--而是最终模拟值。

最重要的参数是“分辨率”。这是网格将会具有的单元近似数基础。拥有很多单元将会创建更精确的模拟，但会需要更长的模拟时间。“粒子采样”是另一个重要参数。增加这个值将会在你的模拟中引入更多粒子，因此你将获得更好的液体表现；液体的动力学也在改变，因为粒子被用于追踪液体的自由面【译者注：充液系统中液体与气体的接触边界面称为液体的自由面，属流体动力学范畴】。引入更多粒子比增加分辨率计算代价小，根据你的需求创建平衡。

另一个重要参数是“可压缩性”。这个参数数主要对液体反弹的趋势起作用。0值代表当前液体已不可被压缩，因此你可以除去一些反弹效果；但进行这种计算将会花费较长时间。我们的模拟中液体不进行反弹，因此该值我们设为0.25.

给液体表面增加细节，你可以创建置换，这些参数与RealWave中统计波谱波变型器参数类似。想要转换可视化你需要一个曲面和一个“网格mesh”节点。

2.0.2设置网格发射器

我们创建一个主体水，和一个分开的发射器用于产生波浪，波浪朝前冲击船赅和海岸。这些可由多种方法建立；例如，你可以公创建主体水，然后创建一个平面用于晃动器、并用正弦函数给平面做动画。在另一个方法中我们取得了更好的结果；通过给初始速度做动画创建第二个处于“流”模式的发射器。一个0.8的“跳动”值使粒子的初始位置乱序，避免流体模式化。