用于模拟液体毛发相互作用的多组份模型(4K Ultra HD) – SIGGRAPH 2017

来自哥伦比亚大学的几名人员在SIGGRAPH(Special Interest Group for Computer GRAPHICS,计算机图形图像特别兴趣小组)2017上发布了一种新颖的多组分模拟框架,可以处理许多关于湿毛发动力学的关键物理机制。 这种方法生成了一种有效的湿毛发模拟器,用于头发翻转、狗摇晃、在水中浸泡的旋转洗车辊,以及复杂的头发聚结效应的动画制作。

以下为论文简介:

头发和液体之间多样的相互作用十分复杂,并且跨越多个长度尺度,这种复杂交互在许多情况下对于有人类和动物出现的场景是至关重要的。为此,我们提出了一种新颖的多组分模拟框架,该框架用于处理湿头发动态过程中所涉及的关键物理机制。

本文采用的两大基础模型分别是:用于头发的离散杆模型,及用于流体的粒子胞元模型。为了处理粘附在头发上的薄层液体,我们在每根头发上附加了一个高度场。本文的贡献在于,开发了必要的物理和数值模型来运作这个新系统及其组件之间的相互作用。我们开发了一种新的降维液体模型,以解算沿着每根毛发流动的液体运动状态,同时考虑其运动参考系和对毛发动力学的影响。

基于连接它们的液体桥的几何形状,我们推导了相邻毛发之间的表面张力引起的内聚效应的模型。我们采用拖曳模型来处理头发和周围液体之间较粗糙的相互作用,并提出了新的滴液和液滴捕获方法,能够维持液体体积不变,从而在降维模型和粒子模型之间转移液体。综合以上方法,我们开发了一种有效的湿毛发模拟器,用于模拟头发翻转、动物甩毛、旋转的洗车筒,以及其他几种场景中复杂的头发聚结效应。

视频中的演示内容均采用Houdini制作模型和渲染。

更多相关内容和资源下载请前往官方介绍页面:http://www.cs.columbia.edu/cg/liquidhair/

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