CN112419440A - 一种2d水滴张力模拟粘合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种2D水滴张力模拟粘合方法，该方法具体包括以下步骤：根据需要模拟的水的体积生成刚体；对每个刚体设置粘合检测值；判断检测半径圆之间的距离；若检测半径圆之间没有相交，则不做粘合处理；若检测半径圆之间有相交，则计算出检测圆之间的两交点，如果两圆相切，则两交点为同一点，计算出贝塞尔曲线的端点和控制点，计算出需要填充颜色的区域，填充所有被选中区域；本发明本发明不用贴图，直接检测每个刚体的距离，通过刚体一点范围的像素点我们对其进行着色，这样不仅可以调整整个液体区域的颜色，还能通过只检测一定范围内的刚体减少GUP负担。

Description

一种2D水滴张力模拟粘合方法

技术领域

本发明涉及滴张力模拟技术领域，具体是一种2D水滴张力模拟粘合方法。

背景技术

2D水滴张力模拟粘合目前有以下方法：刚体细分：是用很多个很小的刚体来模拟水滴，刚体分的越小则模拟效果越逼真，但是运算量也会成倍的增长，不适合在民用设备上运行。

metaball算法：metaball算法虽然也属于刚体但会用刚体贴图上的Alpha值来检测Alpha值是否达到一定的阈值，如果达到阈值则会保留贴图，如果未达到会裁剪。这样即使不生成很细心的刚体也能较为逼真的模拟水滴效果。

缺点是贴图每个区域的Alpha值需要特别的精准不然会出现锯齿，如果要渲染有一定体积的流体，需要实时渲染几十上百甚至上千个metaballs，此时对GPU的负担会很大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种2D水滴张力模拟粘合方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种2D水滴张力模拟粘合方法，该方法具体包括以下步骤：

根据需要模拟的水的体积生成刚体；

对每个刚体设置粘合检测值；

判断检测半径圆之间的距离；

若检测半径圆之间没有相交，则不做粘合处理；

若检测半径圆之间有相交，则计算出检测圆之间的两交点，如果两圆相切，则两交点为同一点，计算出贝塞尔曲线的端点和控制点，计算出需要填充颜色的区域，填充所有被选中区域。

作为本发明进一步的方案：根据需要模拟的水的体积生成刚体之后设置一个半径超过刚体实际半径的值。

作为本发明进一步的方案：对每个刚体设置粘合检测值具体为：

刚体的实际半径值以及检测半径值。

作为本发明进一步的方案：计算出检测圆之间的两交点具体为：

比较两个圆的半径大小之间的距和圆心距；

计算两个圆心之间的距离L；

如果L>r1+r2无交点；

如果L＝r1+r2则一个交点，用圆心的坐标可以计算出具体点；

假定两个交点的连线和圆心连线的交点是D，D到第一个圆心的距离是d,则：

d*d+y*y＝r1*r1；

(l-d)*(l-d)+y*y＝r2*r2；

其中y就是两交点连线距离的一半；

即：r2*r2-r1*r1＝l*l-2dl；

d＝(l*l-r2*r2+r1*r1)/2l；

即y＝sqrt(r1*r1-d*d)。

作为本发明进一步的方案：计算出贝塞尔曲线的端点和控制点具体为：

两个水滴接近会，虚线圆会相交；

过两圆心相交线的中点，过该点可以作出两条直线分别与两实线圆的相切，切点分别别为贝塞尔曲线的端点，虚线圆相交的点为贝塞尔控制点，即可求出贝塞尔曲线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明不用贴图，直接检测每个刚体的距离，通过刚体一点范围的像素点我们对其进行着色，这样不仅可以调整整个液体区域的颜色，还能通过只检测一定范围内的刚体减少GUP负担。

附图说明

图1为一种2D水滴张力模拟粘合方法的示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种2D水滴张力模拟粘合方法，该方法具体包括以下

步骤：

根据需要模拟的水的体积生成刚体；

对每个刚体设置粘合检测值；

判断检测半径圆之间的距离；

若检测半径圆之间没有相交，则不做粘合处理；

若检测半径圆之间有相交，则计算出检测圆之间的两交点，如果两圆相切，则两交点为同一点，计算出贝塞尔曲线的端点和控制点，计算出需要填充颜色的区域，填充所有被选中区域。

作为本发明进一步的方案：根据需要模拟的水的体积生成刚体之后设置一个半径超过刚体实际半径的值。

作为本发明进一步的方案：对每个刚体设置粘合检测值具体为：

刚体的实际半径值以及检测半径值。

作为本发明进一步的方案：计算出检测圆之间的两交点具体为：

比较两个圆的半径大小之间的距和圆心距；

计算两个圆心之间的距离L；

如果L>r1+r2无交点；

如果L＝r1+r2则一个交点，用圆心的坐标可以计算出具体点；

假定两个交点的连线和圆心连线的交点是D，D到第一个圆心的距离是d,则：

d*d+y*y＝r1*r1；

(l-d)*(l-d)+y*y＝r2*r2；

其中y就是两交点连线距离的一半；

即：r2*r2-r1*r1＝l*l-2dl；

d＝(l*l-r2*r2+r1*r1)/2l；

即y＝sqrt(r1*r1-d*d)。

作为本发明进一步的方案：计算出贝塞尔曲线的端点和控制点具体为：

两个水滴接近会，虚线圆会相交；

过两圆心相交线的中点，过该点可以作出两条直线分别与两实线圆的相切，切点分别别为贝塞尔曲线的端点，虚线圆相交的点为贝塞尔控制点，即可求出贝塞尔曲线。

怎样求出贝塞尔曲线的端点和控制点

直线一般方程：

Ax+By+C＝0；

圆的一般方程：

x2+y2+Dx+Ey+F＝0；

二式联立，求解即可得交点坐标；

分别求出直线与两实线圆的切点坐标，即为贝塞尔曲线的两端点；

贝塞尔控制点为两虚线圆相交的交点。

不用贴图，直接检测每个刚体的距离，通过刚体一点范围的像素点我们对其进行着色，这样不仅可以调整整个液体区域的颜色，还能通过只检测一定范围内的刚体减少GUP负担。

在本发明中所描述的“固定连接”表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起；“转动连接”是指两部件连接在一起并能相对运动。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种2D水滴张力模拟粘合方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

根据需要模拟的水的体积生成刚体；

对每个刚体设置粘合检测值；

判断检测半径圆之间的距离；

若检测半径圆之间没有相交，则不做粘合处理；

若检测半径圆之间有相交，则计算出检测圆之间的两交点，如果两圆相切，则两交点为同一点，计算出贝塞尔曲线的端点和控制点，计算出需要填充颜色的区域，填充所有被选中区域。

2.根据权利要求1所述的一种2D水滴张力模拟粘合方法，其特征在于，根据需要模拟的水的体积生成刚体之后设置一个半径超过刚体实际半径的值。

3.根据权利要求1所述的一种2D水滴张力模拟粘合方法，其特征在于，对每个刚体设置粘合检测值具体为：

刚体的实际半径值以及检测半径值。

4.根据权利要求1所述的一种2D水滴张力模拟粘合方法，其特征在于，计算出检测圆之间的两交点具体为：

比较两个圆的半径大小之间的距和圆心距；

计算两个圆心之间的距离L；

如果L>r1+r2无交点；

如果L＝r1+r2则一个交点，用圆心的坐标可以计算出具体点；

假定两个交点的连线和圆心连线的交点是D，D到第一个圆心的距离是d,则：

d*d+y*y＝r1*r1；

(l-d)*(l-d)+y*y＝r2*r2；

其中y就是两交点连线距离的一半；

即：r2*r2-r1*r1＝l*l-2dl；

d＝(l*l-r2*r2+r1*r1)/2l；

即y＝sqrt(r1*r1-d*d)。

5.根据权利要求1所述的一种2D水滴张力模拟粘合方法，其特征在于，计算出贝塞尔曲线的端点和控制点具体为：

两个水滴接近会，虚线圆会相交；

过两圆心相交线的中点，过该点可以作出两条直线分别与两实线圆的相切，切点分别别为贝塞尔曲线的端点，虚线圆相交的点为贝塞尔控制点，即可求出贝塞尔曲线。

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