Taichi用PBD做了些什么?
时间:2022-10-22 16:25:16 阅读:98
说到应用,就不得不提到Nvidia FleX³,这款引擎的理论基础便是PBD算法。在2018年的一款VR游戏《Torn》中,开发人员使用FleX模拟流体、布料和气体,创造出非常逼真的物理特效,带给玩家惊喜的沉浸体验。有一位玩家发布推特称:「当看到水滴沿着我的脚边流淌而过,我真的很担心它们会弄湿我的脚。⁴」可见PBD在复杂模拟环境中,表现得出色且高效。
进化版PBD有哪些新特点?
当然没有一种算法是完美的,PBD算法也存在缺陷。由于其约束求解不那么「物理」,导致两个关键参数时间步长(Time step)和解算迭代次数(Iteration count)对物体刚度(Stiffness)产生直接影响,使其模拟精确度难以获得保证。于是原作者在时隔9年后,推出进化版算法XPBD⁵,引入弹性势能(Elastic energy potentials),重新定义PBD约束,解决了模拟材料的刚度对迭代次数和时间步长的依赖,以及刚性系数不好调整的问题。这项扩展性工作,也重新解释了PBD算法的「物理意义」。
基于XPBD算法的刚体模拟
近几年,XPBD算法的热度不断攀升,逐渐被应用于物理引擎的开发中,不过该算法的可控性、稳定性、精确性,还要经历更多更复杂的考验⁶。
如果你对PBD和XPBD很感兴趣,想详细了解算法流程和相关数学知识,欢迎点击「阅读原文」收看天添老师主讲的Taichi大讲堂,内容全程高能!
PBD不仅可以应用在实时物理模拟,也经常运用在离线模拟中,目前taichi在实时和离线这两方面都有一些进展。下面这个视频,展示的是Taichi工程师使用PBF(Position Based Fluids,一种基于PBD框架的流体模拟方法)实现的离线流体模拟,其中邻域粒子查询加速和流体表面重建算法都是使用Taichi实现,具有很强的视效真实感,在不久的将来,开发者即可直接在Taichi中使用这些算法,敬请期待!taichi https://taichi-lang.cn/
进化版PBD有哪些新特点?
当然没有一种算法是完美的,PBD算法也存在缺陷。由于其约束求解不那么「物理」,导致两个关键参数时间步长(Time step)和解算迭代次数(Iteration count)对物体刚度(Stiffness)产生直接影响,使其模拟精确度难以获得保证。于是原作者在时隔9年后,推出进化版算法XPBD⁵,引入弹性势能(Elastic energy potentials),重新定义PBD约束,解决了模拟材料的刚度对迭代次数和时间步长的依赖,以及刚性系数不好调整的问题。这项扩展性工作,也重新解释了PBD算法的「物理意义」。
基于XPBD算法的刚体模拟
近几年,XPBD算法的热度不断攀升,逐渐被应用于物理引擎的开发中,不过该算法的可控性、稳定性、精确性,还要经历更多更复杂的考验⁶。
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