Page 280 - 《软件学报》2020年第10期

3256 Journal of Software 软件学报 Vol.31, No.10, October 2020

细节合成算法可以产生一些较为精细的动画效果,如图 5 所示为细节合成算法 [65] 的模拟结果,其合成结果
是基于低精度网格模拟结果之上,利用小波湍流性质进行了细节添加,在效果上有了很大的提升.但是此类方法
的结果缺少高精度网格模拟的物理正确性,不适合精确性和物理性要求较高的模拟应用.例如,图 6 所展示的是
利用细节合成算法 [65] 所产生的高分辨率合成结果(如图 6(a)所示)与高分辨率结果(如图 6(b)所示).虽然细节合
成结果可以添加大量细节,但在总体物理形态上受限于低分辨率结果,相较于高精度差距仍然非常大.

Fig.5 Result from the detail synthesis method (wavelet turbulence) [65]
图 5 细节合成算法(wavelet turbulence) [65] 中的部分结果

(a) 合成分辨率(192×256×192),基准分辨率(48×64×48) (b) 高分辨率模拟结果(高分辨率:192×256×192)
Fig.6 Result from the detail synthesis method (wavelet turbulence) [65]
图 6 细节合成算法(wavelet turbulence) [65] 的结果

2 基于数据驱动的流体动画模拟方法及分析
下面就基于数据驱动的各种算法在流体动画模拟中的应用进行详细的讨论.本文将分如下 3 类算法加以
讨论,分别为基于数据的插值法、基于数据的预计算法和基于数据的深度学习法.
2.1 基于数据的插值方法

在近年来流体动画的众多优秀算法中,围绕利用预先计算好的流体数据来快速生成新的结果这一思路,学
术界也涌现出一批通过预计算数据对在线模拟过程进行大幅加速的方法.
关键帧插值法就是其中一类,这类算法利用已有流体数据的方法对已有数据进行插值生成新结果,类似于
传统动画的关键帧插值方法.Zhang 等人 [75] 利用一种时空外插函数对低精度和高精度的模拟结果进行插值,以
获得新的模拟效果.而文献[76]则通过已生成的不同形态的流体表面几何数据,提出了结合时空的非刚性迭代