?TurbulenceFD：?基于体素的气体流体动力学

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TurbulenceFD

TurbulenceFD 的模拟管道实现了一个基于体素的基于不可压缩Navier Stokes 方程的求解器。这意味着它使用体素 格来描述烟雾和火焰的体积云，并解决描述流体在 格上运动的方程。对于每个体素TurbulenceFD 计算流体的速度以及多个通道，以描述诸如温度、烟密度、燃料量等属性。此模拟过程为每个帧生成一个体素 格，该 格缓存在磁盘上供Volumetric Renderer 使用。

直观的工作流

停止您的CPU

流体模拟中最大的技术挑战是处理体素 格序列所需的大量数据。这就是为什么TurbulenceFD 的模拟管道从一开始就被设计来优化性能。这包括仔细选择有效的数值方法，在整个模拟管道中提供高精度和稳定性。并使用最新的高性能计算技术实现这条管道，以优化内存缓存、多核CPU 和高级向量指令集。对艺术家来说，这意味着可以在更少的时间内运行更多的迭代，从而使使用流体的工作更加直观和高效。

GPU上的最高加速倍数为12 倍

是的，十二倍！10 分钟而不是2 小时。原因很简单：今天的高端GPU 的内存吞吐量是高端CPU 的8-15 倍。TurbulenceFD 利用了这一点。它的特点是一个混合CPU/GPU 模拟流水线，实现了巨大的加速。与一些基于GPU 的工具不同，这不仅仅是CPU 模拟的精简版本。所有功能都支持相同的质量。当超过GPU 内存时，TurbulenceFD 会动态切换回CPU 。这使您能够实现接近实时的低分辨率速度，并在数亿个体素中平滑地缩放到高分辨率。流体模拟可以在快速迭代中进行调整，而不是仔细更改参数、发送模拟作业并在数小时内看不到结果，而是在模拟处理过程中观察更改的效果。

基于物理的火着色器

多重散射

总而言之，多重散射是烟雾的全局照明。这是一种使烟雾更真实、更明亮的方法，因为它是从各个方向照亮的。它还允许火从内部照亮烟雾，这对于真实的爆炸阴影至关重要。与许多全局照明技术不同，TurbulenceFD 中的多重散射不会添加噪声，因此可以很好地用于动画。在TurbulenceFD 中的多重散射渲染时间实际上是可以承受的。但如果您赶时间，您仍然可以在速度和照明细节之间达成妥协。

粒子平流

流体动力学的核心是创建一系列描述流体复杂、特征运动的速度场。可以使用TurbulenceFD 的速度缓存来控制粒子系统的运动。这允许您使用碎片或火花来补充体素渲染器，或者只渲染粒子本身。