Fluid Simulation in Games

Fluid Simulation in Games 컴퓨터공학부 08학번 김재찬

Fluid • 액체 • 폭포 • 바다 • 컵에 쏟아지는 물 • 기체 • 연기 • 구름 • 불 • 폭발

Equation • Navier-Stokes Equation • : 속도, :압력, :동점성계수, : 밀도, :외력 • 유체 문제를 푸는데 기본이 되는 방정식

Equation(Cont.) • 오일러 방정식Euler Equation • 네비어-스토크스 방정식에서 • 유체에 비압축성,비점성을 가정한 식

구현 • Grid Based(Eulerian) • Stable fluids • Particle level set • Particle based(Lagrangian) • SPH(Smoothed particle hydrodynamics) • MPS(Moving-Particle Semi-Implicit) • Height field • FFT(Tessendorf) • Wave propagation

In Movie • 물리적·수학적 사실성 < 시각적 사실성 • 시각적 사실성을 위해 물리적·수학적 사실성을 희생하는 경우가 많다 • 영화에서 나오는 대부분의 물 효과는 CG인 경우가 많다 • 캐리비안의 해적 • 해운대 • Etc.

In Game • Navier-Stokes Equation or Euler’s Equation • 푸는데 시간이 많이 걸린다 • 게임은 Real time으로 구현되어야 한다 • 속도를 위해 사실성을 희생한다 • 방정식을 이용하지 않거나 • 차원을 줄이거나(3D→2D) • 해상도를 줄이거나 • 시뮬레이션의 대상을 줄이거나

In Game(Cont.) • Non-dynamic Fluid • Texture를 이용하여 fluid 생성 • texture attribute에 animation 주기 • →fluid motion • 잔잔한 수면 표현 등에 효과적

Example – Crysis

Example – BioShock

Example-Source Engine

Example - Hydrophobia • Dynamic Fluid technology

Future • CPU/그래픽카드 성능의 향상 • 더 사실적인 Fluid Simulation

Thank You!

Fluid Simulation in Games