果冻物理 3d

Question

我想问一下果冻物理学 (http://www.youtube.com/watch?v=I74rJFB_W1k)，我在哪里可以找到一些开始制作类似东西的好地方？我想模拟汽车碰撞，我想使用这种果冻物理，但我找不到很多关于它们的信息。我不想使用现有的物理引擎，我想自己写:)

Answer 1

Here 是一个包含一些非常好的教程的页面。您正在寻找的可能是 （逆）运动学 和 质量和弹簧模型 部分。

提示：果冻可以看作是 3 维的 cloth ;-)

另外，请尝试查看弹簧压力软体模型的搜索结果 - 它们可能会让您朝着正确的方向前进 :-)

Answer 2

看这个人的页面Maciej Matyka，软体话题

Answer 3

那个滚动的果冻立方体视频是用 Blender 制作的，它使用 Bullet physics engine 进行软体模拟。一般来说，子弹文档非常稀少，几乎不存在软体动力学。最好的办法是阅读源代码。

然后编写你自己的版本；）

Answer 4

不幸的是，只有 2d，但可能是 JellyPhysics 和 JellyCar

Answer 5

类似于您在链接到的视频中看到的东西可以通过质量弹簧系统完成。然而，当你改变质量和弹簧的数量，保持你的弹簧常数不变时，你会得到非常不同的结果。简而言之，质量-弹簧系统并不是物质连续体的良好近似。

通常，这些类型的动画是使用所谓的Finite Element Method (FEM) 创建的。 FEM 确实收敛到一个连续体，这很好。尽管它确实需要比质量弹簧系统更多的专业知识，但它确实还不错。基本思想，来源于对continuum mechanics的研究，可以这样说：

1. 将对象的体积分成许多小块（元素），通常是tetrahedra。让我们将这些元素的整个集合称为网格。您实际上需要制作此网格的两个副本。将一个标记为“rest”网格，另一个标记为“world”网格。接下来我会告诉你为什么。

2. 对于世界网格中的每个四面体，测量它相对于其对应的静止四面体的变形程度。它变形程度的量度称为“应变”。这通常通过首先测量所谓的变形梯度（通常表示为 F）来完成。有 several good papers 描述了如何做到这一点。一旦你有了 F，定义应变 (e) 的一种非常典型的方法是： e = 1/2(F^T * F) - I。这被称为格林应变。旋转不变，非常方便。

3. 使用您尝试模拟的材料（明胶、橡胶、钢等）的属性，并使用您在上述步骤中测量的应变，推导出每个四面体的“stress”。

4. 对于每个四面体，访问每个节点（顶点、角、点（这些都表示相同的意思））并平均三个共享该节点的三角形面的面积加权法向量（其余形状）节点。将四面体的应力乘以该平均矢量，由于该四面体的应力，弹性力作用在该节点上。当然，每个节点都可能属于多个四面体，因此您需要能够总结这些力。

5. Integrate!有简单的方法可以做到这一点，也有困难的方法。无论哪种方式，您都需要遍历世界网格中的每个节点，并将其力除以其质量来确定其加速度。从这里开始的简单方法是：

   • 将其加速度乘以某个小的时间值dt。这会改变速度，dv。
   • 将 dv 添加到节点的当前速度以获得新的总速度。
   • 将该速度乘以 dt 以获得位置变化 dx。
   • 将 dx 添加到节点的当前位置以获得新位置。
     
     

   这种方法称为explicit forward Euler integration。您必须使用非常小的 dt 值才能使其正常工作而不会崩溃，但它很容易实现，因此可以很好地作为起点。

6. 根据需要重复步骤 2 到 5。

我遗漏了很多细节和花哨的附加功能，但希望您能推断出我遗漏的很多内容。 Here is a link 我第一次这样做时使用的一些说明。该网页包含一些有用的伪代码，以及一些相关材料的链接。

http://sealab.cs.utah.edu/Courses/CS6967-F08/Project-2/

下面的链接也很有用：

http://sealab.cs.utah.edu/Courses/CS6967-F08/FE-notes.pdf

这是一个非常有趣的话题，祝你好运！如果您遇到困难，请给我留言。