CN109960842B - 一种液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法、终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请适用于图像处理技术领域，提供了一种液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法、终端设备及存储介质，所述仿真方法包括：建立液体和固体碰撞的场景，并根据所述场景建立泡沫产生模型，根据所述泡沫产生模型获得产生泡沫的液体粒子，并计算所述液体粒子实时的位置和速度，根据所述液体粒子实时的位置和速度，生成所述液体和固体碰撞时所述碰撞空间的泡沫，通过本申请在仿真液体和固体碰撞时产生泡沫的效果更真实。

Description

一种液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法、终端设备

技术领域

本申请属于图像处理技术领域，尤其涉及一种液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法、终端设备及存储介质。

背景技术

流体仿真是计算机图形学的研究热点之一，在动画、游戏及电影特效等领域具有重要应用。目前流体仿真有多种方法，其中光滑粒子流体动力学(Smoothed ParticleHydrodynamics，SPH)方法是最为常用的方法之一。

在液体与固体碰撞时，泡沫的产生有助于逼真模拟液体的流动场景。然而，目前液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真往往基于整个液体进行仿真，无法体现液体的细节，导致液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法存在失真的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法、终端设备及存储介质，以解决目前液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法存在失真的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法，包括：

建立液体和固体碰撞的场景，并根据所述场景建立泡沫产生模型；

根据所述泡沫产生模型获得产生泡沫的液体粒子，并计算所述液体粒子实时的位置和速度；

根据所述液体粒子实时的位置和速度，生成所述液体和固体碰撞时所述碰撞空间的泡沫。

本申请实施例的第二方面提供了一种终端设备，包括：

模型建立模块，用于建立液体和固体碰撞的场景，并根据所述场景建立泡沫产生模型；

处理模块，用于根据所述泡沫产生模型获得产生泡沫的液体粒子，并计算所述液体粒子实时的位置和速度；

仿真模块，用于根据所述液体粒子实时的位置和速度，生成所述液体和固体碰撞时所述碰撞空间的泡沫。

本申请实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请实施例第一方面提供的所述方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现本申请实施例第一方面提供的所述方法的步骤。

本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现本申请实施例第一方面提供的所述方法的步骤。

本申请实施例先建立液体和固体碰撞的场景，并根据所述场景建立泡沫产生模型，根据所述泡沫产生模型获得产生泡沫的液体粒子，并计算所述液体粒子实时的位置和速度，根据所述液体粒子实时的位置和速度，生成所述液体和固体碰撞时所述碰撞空间的泡沫，本申请首先获得液体和固体碰撞时产生泡沫的液体粒子，由于将产生泡沫的每个液体粒子作为独立的运动主体，获得每个液体粒子实时的位置和速度，然后根据每个液体粒子实时的位置和速度渲染气泡，可以使得液体和固体碰撞时产生泡沫更细腻逼真。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法的实现流程示意图；

图2是本申请又一实施例提供的一种液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法的实现流程示意图；

图3是本申请一实施例提供的终端设备的示意框图；

图4是本申请又一实施例提供的终端设备的示意框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是本申请一实施例提供的液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法的实现流程示意图，如图所示该方法可以包括以下步骤：

步骤S101，建立液体和固体碰撞的场景，并根据所述场景建立泡沫产生模型。

在本申请实施例中，对液体和固体碰撞时的仿真，需要先将建立一个碰撞场景，例如，设置固体，设置液体，固体的大小形状、重量等，碰撞的产生可以是将固体以一定的高度投入到液体中，还可以使液体以一定的流速冲击固体。

作为本申请以实施例，所述建立液体和固体碰撞的场景，并根据所述场景建立泡沫产生模型包括：

获取运动指令，根据所述运动指令使所述液体和固体之间发生碰撞，生成所述液体和固体碰撞的场景；

对与所述固体碰撞的液体中的液体粒子建立泡沫产生模型。

在本申请实施例中，所述运动指令可以是上述举例的：将固体以一定的高度投入到液体中，或使液体以一定的流速冲击固体。当然实际应用中，还可以设置其它运动指令，从而生成不同的碰撞场景。

由于泡沫的组成为液体粒子，所以泡沫产生模型是基于液体粒子建立的。

步骤S102，根据所述泡沫产生模型获得产生泡沫的液体粒子，并计算所述液体粒子实时的位置和速度。

在本申请实施例中，所述根据所述泡沫产生模型获得产生泡沫的液体粒子包括：

在碰撞发生后，通过以下公式计算由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率：

其中，I_ta表示由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率，τ^max和τ^min为自定义的最大阈值和最小阈值，v_i ^diff表示液体粒子i的相对速度。

通过以下公式计算由于动能产生泡沫的液体粒子的概率：

其中，I_k表示由于动能产生泡沫的液体粒子的概率，τ^max和τ^min为自定义的最大阈值和最小阈值，E_i ^k为液体粒子i的动能。

根据所述由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率和由于动能产生泡沫的液体粒子的概率，计算液体与固体碰撞时产生泡沫的液体粒子的数量为：

n_d＝I_k·k_ta·I_ta·Δt

其中，n_d表示产生泡沫的液体粒子的数量，k_ta为每秒取样的空气滞留数，Δt为时间步长。

在获得产生泡沫的液体粒子的数量之后，可以在碰撞空间液体和固体的交界面处随机选取n_d个液体粒子作为产生泡沫的液体粒子。当然，也可以在碰撞空间随机选取n_d个液体粒子作为产生泡沫的液体粒子。

在本申请实施例中，预先设置了每个液体粒子的受力模型，可以先根据每个液体粒子的受力模型获得每个液体的实时受力情况，每个液体粒子根据实时的受力情况进行运动，运动过程中会相继产生实时的位置和速度。

本申请实施例将液体粒子的受力分为：压力、重力、粘性力、表面张力。可以根据液体粒子受到的压力、重力、粘性力、表面张力生成液体粒子的运动参数，例如，速度，可以根据速度和当前的位置生成下一时刻的位置以及下一时刻的速度。本申请中计算的碰撞空间中每个液体粒子实时的位置和速度可以是以预定时间间隔的位置和速度。将时间间隔足够小的时候，可以理解为计算的碰撞空间中每个液体粒子的位置和速度是实时的。

需要说明的是，每个液体粒子并不是液体中真正的每一个粒子，简单的理解可以为，将液体划分为100份，每一份可以称为一个液体粒子，但是，为了获得较好的仿真效果，通常会将液体划分为非常多的份数，在进行仿真时，从其中选取了n_d个液体粒子，进行渲染。

步骤S103，根据所述液体粒子实时的位置和速度，生成所述液体和固体碰撞时所述碰撞空间的泡沫。

在本申请实施例中，在获得每个液体粒子的实时位置和速度后，就可以根据每个液体粒子实时的位置和速度渲染生成泡沫，当大量的液体粒子存在实时的位置和速度时，如果在液体内部存在一个空间，这个空间中没有液体粒子存在，也不是固体所在的位置，表示该空间为气泡。所以根据每个液体粒子实时的位置和速度生成渲染一个全局画面，就是相应的渲染出气泡、泡沫等。

为了在线获得逼真的渲染效果，就需要一边计算，一边渲染，本申请实施例将每个液体粒子的渲染过程设置为独立的线程完成，可以实现在线渲染，提高渲染的效率，获得逼真的渲染效果。

作为本申请又一实施例，所述根据所述每个液体粒子实时的位置和速度，生成所述液体和固体碰撞时所述碰撞空间的泡沫包括：

为每个液体粒子设置独立的线程，在所述碰撞空间获得多个独立的线程，并将多个独立的线程设置为并行处理方式；

基于每个独立的线程中，根据每个液体粒子实时的位置和速度渲染生成泡沫。

在本申请实施例中，可以为每个液体粒子设置独立的线程，碰撞空间会存在多个液体粒子，这样，就会生成多个独立的线程，将多个独立的线程设置为并行处理方式，每个独立的线程并行处理，可以基于多个独立的线程，快速的渲染出泡沫。

本申请实施例首先获得液体和固体碰撞时产生泡沫的液体粒子，由于将产生泡沫的每个液体粒子作为独立的运动主体，获得每个液体粒子实时的位置和速度，然后根据每个液体粒子实时的位置和速度渲染气泡，可以使得液体和固体碰撞时产生泡沫更细腻逼真。并且通过并行处理的方式渲染泡沫，大大提高了渲染的速度。

图2是本申请又一实施例提供的液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法的流程示意图，本申请实施例是在图1所示实施例的基础上，描述如何基于每个独立的线程中，根据每个液体粒子实时的位置和速度渲染生成泡沫。如图所示该方法可以包括以下步骤：

步骤S201，基于每个液体粒子实时的位置和速度，搜索当前渲染的液体粒子预设邻域内的其它液体粒子。

在本申请实施例中，可以根据每个液体粒子上一时刻的位置和速度计算获得当前时刻的位置，需要说明的是，还可以包括方向，即液体粒子的运动方向，或者速度的矢量方向，每个液体粒子实时的位置都需要根据上一时刻的位置、速度、受力等获得。可以设置一个范围，搜索液体粒子预设邻域内的其它液体粒子，使每个液体粒子不再与其它液体粒子是完全独立的关系。

在对液体粒子和预设邻域内的液体粒子进行定位还可以通过网格的方式，例如，对所述碰撞空间中的液体区域进行网格划分，并获取当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子当前位置对应的网格的索引值。

在本申请实施例中，对碰撞空间的液体区域进行网格划分，每个网格会对应一个位置索引值，这个索引值可以是该网格的坐标。根据液体粒子所在的网格的索引值确定液体粒子的具体位置。

邻域表示的是一个特殊的区间，即以某个点a为中心点任何开区间称为该点a的邻域，假设预设一个值b，点a的b邻域就是开区间(a-b，a+b)，点a就是邻域的中心，b为邻域的半径。当然实际中，还可以设置点a的去心b邻域，即扣除中心点。

步骤S202，根据当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子的位置建立哈希函数获得对应的哈希值。

在本申请实施例中，如果当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子的位置是根据网格索引值确定的，则需要根据当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子的网格索引值建立哈希函数获得对应的哈希值，如果当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子的位置不是根据网格索引值确定的，则根据当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子的实时位置建立哈希函数获得对应的哈希值。

步骤S203，根据所述哈希值对当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子进行基数排序，并将基数排序后的所有液体粒子的哈希值存储在全局碰撞空间中。

在本申请实施例中，所述基数排序属于稳定性的排序，并且效率要高于其它稳定性排序方法。实际上每个独立的线程仅能计算单个液体粒子以及该液体粒子邻域内其它液体粒子的哈希值，如果及时经过基数排序，也仅仅是局部的碰撞空间，而为了或的全局的碰撞空间效果，需要将每个独立线程获得那个液体粒子以及给液体粒子邻域内的其它液体粒子存储在全局碰撞空间所在的存储空间中。

步骤S204，根据全局碰撞空间中存储的所有液体粒子的哈希值渲染生成为泡沫。

在本申请实施例中，由于每个液体粒子的计算过程是并行独立的线程，所以，基本上全局碰撞空间中会同时存储上计算的液体粒子的哈希值，就可以根据全局碰撞空间中存储的所有液体粒子的哈希值实时的渲染生成为泡沫。能够大大的提高仿真速度，能够实现在线的实时仿真。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

图3是本申请一实施例提供的终端设备的示意框图，为了便于说明，仅示出与本申请实施例相关的部分。

该终端设备3可以是内置于手机、笔记本等现有的终端设备内的软件单元、硬件单元或者软硬结合的单元，也可以作为独立的挂件集成到所述手机、笔记本等现有的终端设备中，还可以作为独立的终端设备存在。

所述终端设备3包括：

模型建立模块31，用于建立液体和固体碰撞的场景，并根据所述场景建立泡沫产生模型；

处理模块32，用于根据所述泡沫产生模型获得产生泡沫的液体粒子，并计算所述液体粒子实时的位置和速度；

仿真模块33，用于根据所述液体粒子实时的位置和速度，生成所述液体和固体碰撞时所述碰撞空间的泡沫。

可选的，所述模型建立模块31还用于：

获取运动指令，根据所述运动指令使所述液体和固体之间发生碰撞，生成所述液体和固体碰撞的场景；对与所述固体碰撞的液体中的液体粒子建立泡沫产生模型。

可选的，所述处理模块32还用于：

在碰撞发生后，通过以下公式计算由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率：

其中，I_ta表示由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率，τ^max和τ^min为自定义的最大阈值和最小阈值，v_i ^diff表示液体粒子i的相对速度。

通过以下公式计算由于动能产生泡沫的液体粒子的概率：

其中，I_k表示由于动能产生泡沫的液体粒子的概率，τ^max和τ^min为自定义的最大阈值和最小阈值，E_i ^k为液体粒子i的动能。

根据所述由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率和由于动能产生泡沫的液体粒子的概率，计算液体与固体碰撞时产生泡沫的液体粒子的数量为：

n_d＝I_k·k_ta·I_ta·Δt

其中，n_d表示产生泡沫的液体粒子的数量，k_ta为每秒取样的空气滞留数,Δt为时间步长。

可选的，所述仿真模块33包括：

线程建立单元331，用于为每个液体粒子设置独立的线程，在所述碰撞空间获得多个独立的线程，并将多个独立的线程设置为并行处理方式；

仿真单元332，用于基于每个独立的线程中，根据每个液体粒子实时的位置和速度渲染生成泡沫。

可选的，所述仿真单元332包括：

搜索子单元3321，用于基于每个液体粒子实时的位置和速度，搜索当前渲染的液体粒子预设邻域内的其它液体粒子；

哈希值获得子单元3322，用于根据当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子的位置建立哈希函数获得对应的哈希值；

排序子单元3323，用于根据所述哈希值对当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子进行基数排序，并将基数排序后的所有液体粒子的哈希值存储在全局碰撞空间中；

仿真子单元3324，用于根据全局碰撞空间中存储的所有液体粒子的哈希值渲染生成为泡沫。

可选的，所述搜索子单元3321还用于：

对所述碰撞空间中的液体区域进行网格划分，并获取当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子当前位置对应的网格的索引值；

所述哈希值获得子单元3322还用于：

根据当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子的索引值建立哈希函数获得对应的哈希值。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述终端设备的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述装置中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

图4是本申请又一实施例提供的终端设备的示意框图。如图4所示，该实施例的终端设备4包括：一个或多个处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述终端设备实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块31至33的功能。

示例性的，所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述终端设备4中的执行过程。例如，所述计算机程序42可以被分割成模型建立模块、处理模块、仿真模块。

所述模型建立模块，用于建立液体和固体碰撞的场景，并根据所述场景建立泡沫产生模型；

所述处理模块，用于根据所述泡沫产生模型获得产生泡沫的液体粒子，并计算所述液体粒子实时的位置和速度；

所述仿真模块，用于根据所述液体粒子实时的位置和速度，生成所述液体和固体碰撞时所述碰撞空间的泡沫。

其它模块或者单元可参照图3所示的实施例中的描述，在此不再赘述。

所述终端设备包括但不仅限于处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端设备4的一个示例，并不构成对终端设备4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入设备、输出设备、网络接入设备、总线等。

所述处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器41可以是所述终端设备4的内部存储单元，例如终端设备4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述终端设备4的外部存储设备，例如所述终端设备4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述终端设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法，其特征在于，包括：

建立液体和固体碰撞的场景，并根据所述场景建立泡沫产生模型；

根据所述泡沫产生模型获得产生泡沫的液体粒子，并计算所述液体粒子实时的位置和速度；

根据所述液体粒子实时的位置和速度，生成所述液体和固体碰撞时碰撞空间的泡沫；

其中，所述根据所述泡沫产生模型获得产生泡沫的液体粒子包括：

在碰撞发生后，通过以下公式计算由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率：

其中，

表示由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率，

和

为自定义的最大阈值和最小阈值，

表示液体粒子

的相对速度；

通过以下公式计算由于动能产生泡沫的液体粒子的概率：

其中，

表示由于动能产生泡沫的液体粒子的概率，

和

为自定义的最大阈值和最小阈值，

为液体粒子

的动能；

根据所述由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率和由于动能产生泡沫的液体粒子的概率，计算液体与固体碰撞时产生泡沫的液体粒子的数量为：

其中，

表示产生泡沫的液体粒子的数量，

为每秒取样的空气滞留数,

为时间步长。

2.如权利要求1所述的液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法，其特征在于，所述建立液体和固体碰撞的场景，并根据所述场景建立泡沫产生模型包括：

获取运动指令，根据所述运动指令使所述液体和固体之间发生碰撞，生成所述液体和固体碰撞的场景；

对与所述固体碰撞的液体中的液体粒子建立泡沫产生模型。

3.如权利要求1所述的液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法，其特征在于，所述根据所述液体粒子实时的位置和速度，生成所述液体和固体碰撞时所述碰撞空间的泡沫包括：

为每个液体粒子设置独立的线程，在所述碰撞空间获得多个独立的线程，并将多个独立的线程设置为并行处理方式；

基于每个独立的线程中，根据每个液体粒子实时的位置和速度渲染生成泡沫。

4.如权利要求3所述的液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法，其特征在于，所述基于每个独立的线程中，根据每个液体粒子实时的位置和速度渲染生成泡沫包括：

基于每个液体粒子实时的位置和速度，搜索当前渲染的液体粒子预设邻域内的其它液体粒子；

根据当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子的位置建立哈希函数获得对应的哈希值；

根据所述哈希值对当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子进行基数排序，并将基数排序后的所有液体粒子的哈希值存储在全局碰撞空间中；

根据全局碰撞空间中存储的所有液体粒子的哈希值渲染生成为泡沫。

5.如权利要求4所述的液体和固体碰撞时产生泡沫的仿真方法，其特征在于，所述基于每个液体粒子实时的位置和速度，搜索当前渲染的液体粒子预设邻域内的其它液体粒子包括：

对所述碰撞空间中的液体区域进行网格划分，并获取当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子当前位置对应的网格的索引值；

所述根据当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子的位置建立哈希函数获得对应的哈希值包括：

根据当前渲染的液体粒子以及该液体粒子预设邻域内的其它液体粒子的索引值建立哈希函数获得对应的哈希值。

6.一种终端设备，其特征在于，包括：

模型建立模块，用于建立液体和固体碰撞的场景，并根据所述场景建立泡沫产生模型；

处理模块，用于根据所述泡沫产生模型获得产生泡沫的液体粒子，并计算所述液体粒子实时的位置和速度；

仿真模块，用于根据所述液体粒子实时的位置和速度，生成所述液体和固体碰撞时碰撞空间的泡沫；

其中，所述处理模块还用于：

在碰撞发生后，通过以下公式计算由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率：

其中，

表示由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率，

和

为自定义的最大阈值和最小阈值，

表示液体粒子

的相对速度；

通过以下公式计算由于动能产生泡沫的液体粒子的概率：

其中，

表示由于动能产生泡沫的液体粒子的概率，

和

为自定义的最大阈值和最小阈值，

为液体粒子

的动能；

根据所述由于空气滞留产生泡沫的液体粒子的概率和由于动能产生泡沫的液体粒子的概率，计算液体与固体碰撞时产生泡沫的液体粒子的数量为：

其中，

表示产生泡沫的液体粒子的数量，

为每秒取样的空气滞留数,

为时间步长。

7.如权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述仿真模块包括：

线程建立单元，用于为每个液体粒子设置独立的线程，在所述碰撞空间获得多个独立的线程，并将多个独立的线程设置为并行处理方式；

仿真单元，用于基于每个独立的线程中，根据每个液体粒子实时的位置和速度渲染生成泡沫。

8.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

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