Introduction to my galaxy engine 8 : Real Time Fluid Rendering

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Introduction to my galaxy engine 8 : Real Time Fluid Rendering

<div id="cnblogs_post_body">最近正在研究real time fluid effect方面的问题，主要适用于液体，烟雾，火焰方面的实时模拟。一般是通过GPGPU(general purpose GPU)来实现的。


以下是2D Fluid初步实验的截图：


要理解实现原理，首先要熟悉其基于的物理模型：“stable fluids” by Stam 1999. 从实现角度来说，根据fluid effect的计算公式

主要考虑如下几个要素：Advection [气]水平对流， pressure， diffusion， (Vorticity [涡旋] Confinement 主要用于烟雾，火焰), external forces. 每一个要素的作用大小是通过读取其对应的图片来获取的。
具体实现步骤如下：
1.将屏幕分为一定大小数量的网格，如图所示：

由于我的窗口大小设定为800*600，横行分为了80*2格，纵向分为了60*2格.之后的相关计算都是以格子为单位。蓝色为边界部分，不做为渲染区域。
2. 根据网格生成顶点。
<div class="cnblogs_code">    VS_INPUT_FLUIDSIM_STRUCT tempVertex1;    VS_INPUT_FLUIDSIM_STRUCT tempVertex2;    VS_INPUT_FLUIDSIM_STRUCT tempVertex3;    VS_INPUT_FLUIDSIM_STRUCT tempVertex4;    int w = m_dim[0];    int h = m_dim[1];    float left   = -1.0f + 2.0f/w;//exclude the boundary cell, each cell size is 2.0f/w    float right  =  1.0f - 2.0f/w;    float top    =  1.0f - 2.0f/h;    float bottom = -1.0f + 2.0f/h;    tempVertex1.Pos = D3DXVECTOR3( left, top, 0.0f);//projection screen pos    tempVertex1.Tex = D3DXVECTOR3( 1.0f, 1.0f, 0.0f);//texture pos, exclude boundary cell    tempVertex2.Pos = D3DXVECTOR3( right, top, 0.0f);    tempVertex2.Tex = D3DXVECTOR3( (w-1.0f), 1.0f, 0.0f);    tempVertex3.Pos = D3DXVECTOR3( right, bottom, 0.0f);    tempVertex3.Tex = D3DXVECTOR3( (w-1.0f), (h-1.0f), 0.0f);    tempVertex4.Pos = D3DXVECTOR3( left, bottom, 0.0f);    tempVertex4.Tex = D3DXVECTOR3( 1.0f, (h-1.0f), 0.0f);    (*vertices)[index++] = tempVertex1;    (*vertices)[index++] = tempVertex2;    (*vertices)[index++] = tempVertex3;    (*vertices)[index++] = tempVertex1;    (*vertices)[index++] = tempVertex3;    (*vertices)[index++] = tempVertex4;