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【摘 要】在新版本的RealFlow软件中，引入了一个叫HYBRIDO的解决方案，对我们实际的应用很有意义，本文专门针对HYBRIDO的应用做一个初步的探讨。使用HYBRIDO可以用来模拟洪水或海洋的场景，利用传统的RealFlow粒子发射器就可以创建。和其它软件一样，HYBRIDO所有的新元素都完全融入RealFlow用户界面中，很容易操作，本文用一个实际的简单例子来说明HYBRIDO的使用方法。
【关键词】HYBRIDO；粒子；模拟
一、HYBRIDO简介
随着各种计算机技术的高速发展，人类社会发生着越来越多的变化，我们可以在电影、电视中看到完全由电脑制作出的各种令人惊叹的、以假乱真的特效，这些特效绝大多数是我们没有办法去现场实际拍摄的，或者说是一些人们想象中的场景，比如：洪水、海啸、地震、火灾、龙卷风、太空场景、未来世界等等。这其中对流体粒子的研究是全世界研究的一个热点，有许多公司投入很大的精力在对这方面进行深入的研究，并且有一些成果已经在使用，应用在现在的实际制作当中。Next Limit公司出品的RealFlow就是其中比较优秀的一款软件。在新版本的RealFlow软件中，引入了一个叫HYBRIDO的解决方案，对我们实际的应用很有意义，本文专门针对HYBRIDO的应用做一个初步的探讨。
HYBRIDO(Hybrid large dimension Liquid solver)是Next Limit公司出品的一个全新的、复杂的技术专门用来模拟大、中型规模的液体或粒子的场景。这项技术还包括自动生成的次级泼溅、泡沫和雾粒子[1]。使用HYBRIDO可以用来模拟洪水或海洋的场景，利用传统的RealFlow粒子发射器就可以创建。
RealFlow的标准发射器是一组可以完美模拟小水珠以及激流表面的高质量流体粒子工具，但是，对于一些中、大型的项目使用这些标准发射器就会比较困难。比如，在一个走廊中有大量的水流快速过，需要产生浪花以及浪花上的雾状粒子甚至还有一些泡沫，这时我们需要自己完成Python脚本、设置参数，来调整水流的速度、压力等数值。如果使用HYBRIDO，这些都将成为过去，流体艺术家现在能够快速的通过一些简单的操作，模拟出令人印象深刻的镜头，比如海洋浪花、巨大的洪水、湍流和有岩石状悬崖的海岸，或者船只在暴雨中穿越湍流[2]。RealFlow可以按照条件自动创建飞溅、泡沫、雾气等粒子，这些次级粒子甚至可以当成一个特定的处理在网络上模拟，一个复杂的特效有可能会产生数百万个粒子，这时还可以去使用渲染农场渲染场景，以便提高工作效率。和其它软件一样，HYBRIDO所有的新元素都完全融入RealFlow用户界面中，很容易操作，能够与其他物体充分互动，有经验的使用者会发现许多参数很容易设置。这种集成使得HYBRIDO工作流变得非常方便。
二、HYBRIDO简单应用
下面我们用一个实际的例子来说明HYBRIDO的使用方法。
首先要设定一个域，是一个大型流体模拟发生的区域。传统的RealFlow发射器是开放的，没有必要去创造一个空间去限制流体的延伸，流体粒子的发射，被放置在一个几乎没有尽头、没有界限的空间中。所以传统的RealFlow工作流的流体模拟方法，被称为平滑粒子流体力学，这是非常适合小到中型项目的一个方法。但是对大型模拟就不适用了，因为大量的粒子通常需要准确使用填充或者使飞溅粒子绕开物体。另一个问题是动力学仿真速度。以“正常”粒子数量去做模拟是不实际的，使用HYBRIDO网格的方法可以更快地，更适合做这个工作。
网格就是将域空间细分成小细胞――这一过程也被称为离散化。在这整个的模拟的过程中不能离开网格。这样一个由网格组成的空间就是“域”，网格的数量被称为解析度，解析度是有别于传统的对标准发射器的理解。在以前，分辨率会直接决定粒子数，而在域中，解析度只会间接影响粒子数。因此，有必要区分“网格分辨率”和“粒子解析度”这两个概念。较高的网格的数量会得到更好、更准确的最终仿真效果。
创建一个网格流体需要三个简单的步骤：
1、创建一个网格流体域。
2、添加一个对象来定义的发射器的形状。
3、应用网格发射器和发射的对象。
这时，我们已经增加了一个网格流体域，里面有一个维度为10×10×10单位节点显示的盒子。还可以看到8小立方体在域的角落。这些立方体单元大小代表当前的网格大小，可以通过改变网格变获得更小的或较大的解析度。
接下来需要增加一个发射器，发射出的粒子的形状、大小等参数都需要对发射器进行设置。而发射对象可以是几乎任何物体，不管它是RealFlow内部构建的或是导入的SD文件，即使是一个二维物体，如三角形或圆盘也可以作为发射源来使用，这里我们使用标准的立方体。对象可以通过缩放、旋转、移动达到个人的需要。
这样我们就完成了一个最简单的场景的搭建，为了让结果达到一个合理的目标，我们还需要添加一个重力场。点击“模拟”，耐心等待，将得到一个模拟结果，而RealFlow是采用图片序列的方式存储模拟结果的，所以我们也可以通过观察图片序列查看模拟结果。
三、结论
我们可以看到网格流体有一些特点。最明显的是，所有粒子都在网格域里。就像本文以上所述，域像一个盒子，流体都在盒子里面。下一个问题涉及到这些边界，从侧面看能看到流体网格空间是不完全充满的。无形的墙有一个内在的方块，显示为一个红色的正方形区域，在区域之外是不会有粒子的，更不会有粒子的运算。这样就可以大大减轻计算的负担，提高我们的工作效率。
因为篇幅所限，本文对次级粒子、泡沫等没有展开讨论，即便是这样，通过RealFlow的HYBRIDO我们任然可以得到非常不错的效果。作者也是希望通过上述简单的例子，能给读者带来一些启发和思考。
参考文献：
[1]http://www.省略/.
[2]http://www.省略/rf_hybrido.php.
作者简介：张啸，硕士，西安外事学院工学院教师，研究方向：软件工程，Web3D。
