WebGL技术下的SPH流体模拟方法
本文选题:光滑粒子动力学(SPH) + 流体模拟 ; 参考:《小型微型计算机系统》2017年10期
【摘要】:随着WebGL技术标准的发展,浏览器端可以无插件地进行复杂实时的计算机流体模拟,但是流体的实时模拟对平台的实时计算和渲染能力有很高的要求,同时常用的流体模拟方法在Web前端很难达到理想的渲染帧率.针对该问题,提出了在WebGL环境下基于多帧缓冲区的SPH流体实时模拟方法,首先,对传统的邻域粒子链表搜索算法进行改进;然后在频繁的粒子位置与速度更新过程中,提出基于多帧缓冲区的中间数据存储和传输方法;最后,采用离屏渲染的方式将多个需要绘制的数据一次性送入主帧缓冲区中进行渲染.实验结果表明,该方法可以使SPH流体模拟完全运行在GPU上,并且该方法是基于CPU的链表搜索算法的渲染帧率的5倍,同时,在粒子数目增加至50k且进一步增加的情况下,比基于GPU的Bayraktar算法具有明显的优势,能够满足在Web前端进行三维场景渲染的帧率要求.
[Abstract]:With the development of WebGL technology standard, the browser can do complex real-time computer fluid simulation without plug-in, but the real-time simulation of fluid has a high demand for the real-time computing and rendering ability of the platform. At the same time, the commonly used fluid simulation method is difficult to achieve ideal frame rate in the Web front end. In order to solve this problem, a real-time simulation method of SPH fluid based on multi-frame buffer in WebGL environment is proposed. Firstly, the traditional neighborhood particle list search algorithm is improved, and then in the process of frequent particle position and velocity updating, An intermediate data storage and transmission method based on multi-frame buffer is proposed. Finally, several data needed to be drawn are sent to the main frame buffer once for rendering by off-screen rendering. The experimental results show that this method can make the SPH fluid simulation run on GPU completely, and the method is 5 times the rendering frame rate of the CPU-based linked list search algorithm. At the same time, when the number of particles increases to 50 k and further increases, Compared with the Bayraktar algorithm based on GPU, it can meet the frame rate requirement of 3D scene rendering on the Web front end.
【作者单位】: 中国科学院数字地球重点实验室中国科学院遥感与数字地球研究所;中国科学院大学;海南省地球观测重点实验室;
【基金】:国家重点研发计划项目(2016YFB0501502)资助 海南省自然科学基金项目(20154171)资助 三亚市院地科技合作项目(2015YD21)资助 中国科学院“一三五”规划项目(Y6SG0200CX)资助
【分类号】:O35
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,本文编号:2068598
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