コンピュータグラフィックスにおけるインク拡散のシミュレーション技術を開発 (Computer Graphics Team Makes Breakthrough in Simulating Ink Diffusion)

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2025-02-06 ジョージア工科大学

コンピュータグラフィックスにおけるインク拡散のシミュレーション技術を開発 (Computer Graphics Team Makes Breakthrough in Simulating Ink Diffusion)

ジョージア工科大学のコンピュータグラフィックスチームは、インクが水中で拡散する様子をリアルにシミュレートする新しいモデルを開発しました。従来、この現象のシミュレーションは、水の粘度と渦度の相互作用を正確に計算する必要があり、困難とされてきました。今回の研究では、粒子の流れをマップする新しい粘度モデルを導入し、物理量の時間的変化を追跡することで、インクの拡散過程を詳細に再現することに成功しました。この成果は、2024年12月のACM SIGGRAPH Asia会議で最優秀論文賞を受賞しています。

<関連情報>

フローマップ上の粒子を含んだ流体 Particle-Laden Fluid on Flow Maps

Zhiqi Li, Duowen Chen, Candong Lin, Jinyuan Liu, Bo Zhu
ACM Transactions on Graphics  Published: 19 November 2024
DOI:https://doi.org/10.1145/3687916

Abstract

We propose a novel framework for simulating ink as a particle-laden flow using particle flow maps. Our method addresses the limitations of existing flow-map techniques, which struggle with dissipative forces like viscosity and drag, thereby extending the application scope from solving the Euler equations to solving the Navier-Stokes equations with accurate viscosity and laden-particle treatment. Our key contribution lies in a coupling mechanism for two particle systems, coupling physical sediment particles and virtual flow-map particles on a background grid by solving a Poisson system. We implemented a novel path integral formula to incorporate viscosity and drag forces into the particle flow map process. Our approach enables state-of-the-art simulation of various particle-laden flow phenomena, exemplified by the bulging and breakup of suspension drop tails, torus formation, torus disintegration, and the coalescence of sedimenting drops. In particular, our method delivered high-fidelity ink diffusion simulations by accurately capturing vortex bulbs, viscous tails, fractal branching, and hierarchical structures.

1600情報工学一般
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