【論文】Particle-Based Fluid Simulation for Interactive Applications

Matthias Mullerらの「Particle-Based Fluid Simulation for Interactive Applications」を読んだ。

この論文では、SPHをベースに、自由表面を持つ流体をインタラクティブにシミュレーションしレンダリングする方法を提案している。

この論文におけるMullerらの貢献は、

• Desbrunらの大変形体向けの手法を流体に拡張
• インタラクティビティの実現

の２点。

Desbrunの手法を流体に拡張するにあたり、Mullerらは流体が受ける力をナビエ=ストークス方程式から直接導出するようにし、さらに、表面張力をモデル化した項を加えることを提案している。

また、インタラクティブに流体を描画できるように、高速に計算できるカーネルを設計すると共に、キャッシュヒット率が向上するようデータ構造を工夫している。

レンダリングにはPoint SplattingとMarching Cubesの２通りの手法を用いており、2003年当時のPC(Pentium4+GeForce4)で2000個程度の粒子を計算した例では、Point Splattingで20fps、Marching Cubesで5fpsでの描画を実現している。