水污染物扩散的基于物理的动画

在本文中，我们提出了一种基于物理的动画方法来模拟水污染物的扩散。我们的方法可以有效地模拟大型水表面上生物污染物（例如水葫芦，藻类）的动态演化。为了能够在大规模虚拟环境中模拟这种现象，我们通过将水污染物视为大型的水生植物丛或丛集而不是每个水生植物来简化该问题。由于大的污染物斑块与水面之间存在明显的界面，因此我们在此方法中对界面的演化进行了建模。我们使用二维动态曲线来表示界面，水污染物的扩散可视为二维曲线的动态演化和传播。为了减轻2D曲线的拓扑变化，我们采用基于物理的2D水平集模型来动画化界面的演化和传播。我们建立了一个水平集方程来对界面的演化进行建模。另外，为了在我们基于物理的水平集模型中正确处理大规模虚拟环境，本文提出了一种基于图像的二维三维像素化方法。在体素化方法中，当求解水平设置方程时，虚拟环境将转换为边界条件。最后，通过结合界面动画结果和大规模虚拟环境，在大型水面上模拟了水污染物的扩散现象。太湖藻类繁殖现象的动画结果表明，该方法直观易行，非常方便产生有趣的视觉效果。