果冻物理3d

Question

我想问一下果冻物理学（http://www.youtube.com/watch?v=I74rJFB_W1k），在那里我可以找到一些好的地方开始制作这样的东西？我想模拟汽车碰撞，我想要使用这种果冻物理，但我找不到很多关于它们的信息。我不想使用现有的物理引擎，我想写我自己的：）

Answer 1

您在链接到的视频中看到的内容可以通过质量弹簧系统完成。但是，当您改变质量和弹簧的数量时，保持弹簧常数不变，您将得到各种各样的结果。简而言之，质量弹簧系统并不是连续物质的良好近似值。

通常，使用所谓的Finite Element Method（FEM）创建这些类型的动画。 FEM 确实收敛到连续体，这很好。虽然它确实需要比质量弹簧系统更多的技术诀窍，但它确实不是太糟糕。从continuum mechanics的研究中得出的基本思想可以这样说：

1. 将对象的体积分成许多小块（元素），通常为tetrahedra。让我们将这些元素的整个集合称为网格。你实际上想要制作这个网格的两个副本。标记一个“rest”网格，另一个标记“world”网格。我会告诉你为什么接下来。

2. 对于世界网格中的每个四面体，测量它相对于其相应的其余四面体的变形程度。它的变形程度称为“应变”。这通常通过首先测量所谓的变形梯度（通常表示为 F ）来实现。 several good papers描述了如何执行此操作。一旦你有 F ，定义应变（ e ）的一种非常典型的方法是： e = 1/2（ F ^ T * F ） - 我。这被称为格林的应变。旋转不变，非常方便。

3. 使用您尝试模拟的材料的属性（明胶，橡胶，钢等），并使用您在上面步骤中测量的应变，得出每个的“stress” tetrahdron。

4. 对于每个四面体，访问每个节点（顶点，角点，点（这些都意味着相同的东西））并平均三个三角形面的面积加权法向量（在其余形状中）节点。将四面体的应力乘以该平均向量，并且由于该四面体的应力，存在作用在该节点上的弹力。当然，每个节点都可能属于多个四面体，所以你希望能够总结这些力量​​。

5. Integrate！有很简单的方法可以做到这一点，也有很多方法。无论哪种方式，您都需要遍历世界网格中的每个节点，并将其力量除以其质量以确定其加速度。从这里开始的简单方法是：

   • 将其加速度乘以一些小的时间值 dt 。这样可以改变速度， dv 。
   • 将 dv 添加到节点的当前速度以获得新的总速度。
   • 将此速度乘以 dt 以获得位置变化 dx 。
   • 将 dx 添加到节点的当前位置以获得新位置
     

   这种方法称为explicit forward Euler integration。您必须使用非常小的 dt 值才能使其工作而不会爆炸，但它很容易实现，因此它很适合作为起点。

6. 根据需要重复步骤2到步骤5.

我遗漏了很多细节和花哨的演员，但希望你能推断出我遗漏的很多东西。 Here is a link我第一次使用时所用的一些说明。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，祝你好运！如果你遇到困难，请给我发表评论。

Answer 2

滚动果冻立方体视频是用Blender制作的，它使用Bullet physics engine进行软体模拟。子弹文档一般非常稀疏，软体动力学几乎不存在。你最好的选择是阅读源代码。

然后编写自己的版本;）

Answer 3

Here是一个包含一些相当不错的教程的页面。您正在寻找的那个可能是（反向）运动学和 Mass＆amp; Spring模型部分。

提示：果冻可以看作3维cloth; - ）

另外，试着看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： - ）

Answer 4

查看此人的页面Maciej Matyka，软体主题

Answer 5

不幸的是，只有2d可能会开始JellyPhysics和JellyCar