基于细节捕获和形态校正的流体动画渲染方法

摘要

一种计算机图像处理技术领域的基于细节捕获和形态校正的流体动画渲染方法，通过在初始场景上根据Navier-Stokes方程进行流体模拟并对速度场进行优化；然后采用半拉格朗日方法根据优化高精度速度场对相应的密度场和温度场进行更新，以用于渲染和下一帧模拟；最后将更新后的密度场渲染为流体动画。本发明可以通过速度很快的离散正弦变换算子捕获很多绚丽的细节，又可以通过降采样或八叉树方法对原始模拟方法中的最耗费时间的部分降低计算规模，同时对结果进行校正，达到同时加快模拟速度又保持流体模拟细节的作用。与现有技术相比，本发明拥有更快的模拟速度，并且能够获得更加精确的流体动画细节。

主权项

一种基于细节捕获和形态校正的流体动画渲染方法，其特征在于，通过在初始场景上根据Navier‑Stokes方程进行流体模拟并对速度场进行优化；然后采用半拉格朗日方法根据优化高精度速度场对相应的密度场和温度场进行更新，以用于渲染和下一帧模拟；最后将更新后的密度场渲染为流体动画；所述的优化包括：细节捕获：对更新后的速度场构建泊松方程，并且利用离散正弦变换算子计算结果，然后用光滑迭代方法迭代，得到高精度速度场；形态校正：根据迭代后的高精度速度场计算高精度散度场，然后利用降采样或者八叉树方法对高精度散度场进行降维操作，得到低精度的散度场，在这个低精度散度场上构建偏差泊松方程，求解偏差泊松方程，得到低精度的偏差速度场，将这个低精度的偏差速度场上采样之后与细节捕获得到的高精度速度场进行结合，以校正细节捕获的结果，得到优化高精度速度场。