Водоем (pond) представляет собой плоский двухмерный контейнер, который, однако, вместо расчета внутренних взаимодействий среды использует специальную динамику сетки из пружин (Spring Mesh Solver) для симуляции движения водной поверхности.
К водным процедурам и эффектам я еще вернусь, а сейчас речь пойдет о реальных флюидах, которые имеются в виду, когда речь идет о MAYA Fluids.
«Настоящие» флюиды представляют собой контейнеры, в которых проистекает настоящая жизнь всяческих жидких и газообразных субстанций. Их тоже можно разделить на два класса. Динамические эффекты (или динамические сетки) используют математические алгоритмы расчета динамики жидкостей и газов для создания натурального и правдоподобного движения и взаимодействия сплошной среды. Такая динамика опирается на метод Навье-Стокса для решения систем уравнений в частных производных, описывающих это движение и взаимодействие. Этот метод исключительно прожорлив (с точки зрения вычислительных ресурсов) и требует значительного времени для своих расчетов. Зато вы можете использовать весь спектр динамических эффектов: создавать и назначать поля сил, взаимодействовать с геометрией и частицами, контролировать перемешивание, вязкость и даже температуру среды.
Статические эффекты не используют динамику вообще. Вместо нее движение среды задается анимацией параметров, определяющих ее внешний вид. На цвет, прозрачность и другие свойства назначаются объемные процедурные текстуры, атрибуты которых неистово анимируются, создавая различные эффекты и симулируя движение внутри контейнера. Именно так чаще всего создают облака.
Пытливые умы, наверное, уже раздражены употреблением термина «контейнер» без всяких объяснений на этот счет. Что ж, попробуем объясниться.
Контейнеры и внутреннее устройство флюидов Вычислительная модель, используемая MAYA Fluids, принципиально отличается от динамики частиц. Она основана на уравнениях в частных производных и вместо расчета траекторий подвижных точек занимается вычислением различных характеристик и свойств в фиксированных точках сплошной среды. Соответствующие значения таких характеристик, как плотность, температура, скорость, определенные в узлах сетки, покрывающей необходимый объем, полностью задают состояние среды и ее динамические свойства.
Таким образом, главное и принципиальное отличие флюидов от частиц заключается в том, что точки (или ячейки), определяющие состояние сплошной среды, никуда не движутся, а неподвижно зафиксированы в пространстве. И в результате расчетов изменяются не их координаты, а характеристики или значения, задающие свойства среды. Соответственно, в отличие от частиц, результатами динамической симуляции будут не траектории частиц среды, а сеточные наборы данных для значений свойств среды в фиксированных ячейках, которые необходимо интерпретировать для визуализации - а проще говоря, как-то отображать на экране.
Более лапидарное объяснение модели работы флюидов звучит так: в каждом кадре вычисляется динамика флюида, но ничто никуда не движется. Вместо этого, как в титрах к матрице, неистово изменяются цифры в ячейках сетки контейнера. То, что вы видите на экране -результат визуализации этих данных, тем или иным способом. В процессе визуализации данные, интерполированные между ячейками, будут выведены на экран либо как полупрозрачный объем, зависящий, в основном, от плотности, либо как поверхность, огибающая этот объем.