mobile off
ABOUT US  |  RESEARCH  |  PUBLICATION   |  COURSE  |  SEMINAR  |  LINKS
Research
Physically-Based Simulation
Fluid Interaction
Fire
Ice and Snow
Water
Smoke
Shell Deformation
User Behavior Analysis
Sentiment Analysis
Outlier Detection
Automatic Player Behavior Analysis
Adaptive Agent Navigation
Crowd Simulation
Graphics Applications
Neuroimage
Artificial Life
3D Geometry Processing
Real domain data visualization
Integral MLS Surface Model
SDF-based Geometry Synthesis
Point-based Geometry and Modeling
Texture Processing
Smoke

1. 개 요

 연기 시뮬레이션은 다른 유체 시뮬레이션과 같이 물리 법칙을 기반으로 하여 연기의 움직임을 시각화 하는 연구이다.  애니메이터가 수작업으로 표현하기에는 작업량이 너무 많고 자연스러운 움직임을 얻어내기 어렵기 때문에 물리 법칙을 기반으로 얻어낸 결과가 CG, VFX 등의 분야에 널리 사용되고 있다.
 연기 시뮬레이션의 기본이 되는 연구는 Jos Stam과 Ron Fedkiw에 의해 수행되었다. 유체의 움직임을 표현하는 Navier-Stokes equation을 grid로 이산화하여 풀어내며, 수치적 안정성을 유지하여 시뮬레이션이 잘 동작하게 하는 것을 기본 전제로 한다.
 grid의 resolution을 높일수록 품질이 좋아지나, 연산량 역시 증가하기 때문에 이러한 trade-off 가운데 결과물의 용도와 작업 환경에 맞추어 적당한 resolution을 선택하여 시뮬레이션 해야 한다.
 2차원의 경우 실시간 시뮬레이션이 가능하며, 3차원의 경우 연산량이 많아 실시간으로 동작하기에는 어려움이 있는 실정이나 최근 GPU를 이용해 선형 계산의 실행 시간을 단축시켜주는 기술이 등장하여 특정 환경 내에서 실시간 동작이 가능해진 상황이다.

 
 
2. 기술 동향

 연기 및 유체 시뮬레이션의 품질은 grid의 resolution에 직접적인 영향을 받는다. resolution을 높이면 좋은 품질을 얻을 수 있지만 그만큼 많은 연산을 요구하게 되므로, 동일한 resolution에서도 더 좋은 품질을 얻기 위한 기법들이 다양하게 연구되어 왔다.  일반적인 유체 시뮬레이션에서 Navier-Stokes equation을 수행하기 위해서는 velocity field의 값을 갱신하게 되고, density와 같은 scalar quantity들이 velocity field에 의해 움직이게 된다. 결과물의 detail을 살려 품질을 높이기 위한 연구는 이러한 field들에 잘 모델링 된 force를 적용함으로써 더 정교한 움직임을 표현하는 것이 대부분이다.

The result of Procedural Synthesis using Vortex Particle Method for Fluid Simulation


 
 
3. 관련 연구

dot Part 1 : Animating Smoke with Dynamic Balance
dot Part 2 : Procedural Synthesis using Vortex Particle Method for Fluid Simulation

ABOUT_US  |  RESEARCH  |  PUBLICATION  |  COURSE  |  SEMINAR  |  LINKS