果冻物理学 3D

Question

果冻物理学 3D

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我想咨询一下果冻物理（http://www.youtube.com/watch?v=I74rJFB_W1k ），我该在哪里找到一个好的起点来制作类似的东西？我想模拟汽车碰撞，并使用这种果冻物理，但我找不到太多相关信息。我不想使用现有的物理引擎，我想编写自己的。

- rodin19

5个回答

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那个滚动的果冻方块视频是使用Blender制作的，它使用了Bullet物理引擎来进行软体模拟。Bullet的文档普遍很少，而对于软体动力学几乎没有任何说明。你最好的选择是阅读源代码。

然后编写自己的版本;)

- Rob Agar

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这里有一些非常好的教程页面。你可能正在寻找的是（反向）运动学和质量&弹簧模型部分。

提示：果冻可以被看作是一个三维布料；-）

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

- Bojangles

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看看这个人的页面Maciej Matyka，关于软体主题

- Asar

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很遗憾，只有2D，但可以作为一个起点，试试JellyPhysics和JellyCar

- michael

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Stephen · Accepted Answer

您在链接视频中看到的东西可以用质点弹簧系统实现。但是，如果您改变质点和弹簧的数量，同时保持弹簧常数不变，结果会大相径庭。简而言之，质点弹簧系统不能很好地近似物质的连续体。

通常，这些类型的动画使用所谓的有限元法（FEM）创建。 FEM 确实收敛于连续体，这很好。虽然它需要比质点弹簧系统更多的专业知识，但实际上并不太难。从连续介质力学的研究中得出的基本思想可以这样表达：

将对象的体积分成许多小块（元素），通常使用tetrahedra。我们称这些元素的整个集合为网格。您实际上需要制作两个此网格的副本。一个标记为“rest”网格，另一个标记为“world”网格。我会告诉你下一步的原因。
对于世界网格中的每个四面体，测量其相对于其相应的rest四面体的变形程度。它的变形程度的度量被称为“应变”。这通常是通过首先测量所谓的变形梯度（通常表示为F）来完成的。有几篇好的论文描述了如何做到这一点。一旦您有了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Green应变。它对旋转不变，这使得它非常方便。
使用您尝试模拟的材料的属性（明胶、橡胶、钢等），并使用您在上一步中测量的应变，导出每个四面体的“应力”。
对于每个四面体，访问共享该节点的三个三角形面的面积加权法线向量（在rest状态下）。将四面体的应力乘以该平均向量，即为由于该四面体的应力而作用于该节点的弹性力。当然，每个节点可能属于多个四面体，因此您需要能够总结这些力。
整合！有易于实现和困难的方法。无论哪种方式，您都需要循环遍历世界网格中的每个节点，并将其力除以其质量以确定其加速度。从这里开始，简单的方法是：
- 将其加速度乘以一些小时间值dt。这给你一个速度变化dv。
- 将dv添加到节点的当前速度中以获得新的总速度。
- 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中以获得新位置。
此方法称为显式向前欧拉积分。您将不得不使用非常小的dt值才能使其正常工作，但它非常容易实现，因此作为起点效果很好。
重复步骤2到5，直到您想要结束。

我省略了很多细节和花哨的额外内容，但希望你能推断出我所省略的大部分。这里是一个链接，指向我第一次尝试这个操作时使用的一些说明。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/

以下链接也非常有用：

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

这是一个非常有趣的话题，我祝你好运！如果你遇到困难，只需在评论中留言。