Pokročilá simulace a vizualizace kapaliny

Abstract

Tato práce se zaměřuje na fyzikálně založenou simulaci kapaliny a její následnou fotorealistickou vizualizaci. Zabývá se realizací metody Smooth Particle Hydrodynamics pro viskoelastické kapaliny a jejím rozšířeném pro interakci více kapalin. Dále se věnuje problému hranic u SPH a implementací techniky neviditelných hraničních částic. Pro vizualizaci je popisována metoda sledování paprsku s rozšířením o absorpci a obarvení světla u průhledných materiálů. V souvislosti s ní je také probírán problém nekonečných totálních odrazů a jsou nabídnuty způsoby jeho řešení. Pro získání povrchu kapaliny je využívána metoda Marching Cubes, která je rozebírána z pohledu metody sledování paprsku.This thesis concentrates on physically based simulation of fluids followed by its photorealistic visualization. It describes one form of Smooth Particle Hydrodynamics methods for viscoelastic fluid simulation and includes its extension for multiple interacting fluids. It also deals with SPH boundary problem and investigates its solution by fixed boundary particles. For visualization of fluids there is a method of Ray Tracing described in detail and it's extended with light absorption in transparent materials. In connection with this method there is also discussed a problem of infinite total reflections and some solution techniques are offered. To extract the surface of the fluid there is used a Marching cubes method and its discussed in terms of Ray Tracing.