MpmSolver MasterClass Notes

原创已于 2025-12-17 14:18:45 修改 · 399 阅读

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#houdini #MPM #matserclass #笔记 #学习

于 2025-04-11 11:01:02 首次发布

Wan2.2-I2V-A14B

图生视频

Wan2.2

Wan2.2是由通义万相开源高效文本到视频生成模型，是有50亿参数的轻量级视频生成模型，专为快速内容创作优化。支持480P视频生成，具备优秀的时序连贯性和运动推理能力

YTB 官方MasterClass视频地址

官方文件

0.简单概述

最基础流程结构：在这里插入图片描述
tip：遇到解算报OpenGL问题算一下就崩溃》》》》》》解决办法更新显卡驱动
（第一帧预解算很慢属于正常现象）

一. 理论知识

1.和我们之前学过的解算器相比：

1. MPM很接近flip

在这里插入图片描述

2.MPM And FLIP vs PBD

在这里插入图片描述

3.MPM vs FEM

在这里插入图片描述
支持固体：
弹性和塑性变形
断裂比四面体看起来更加的有机

2.什么是它的多物理支持呢

在这里插入图片描述

1. 点之间的约束

 支持 固体，颗粒，流体，粘性材质
 ![在这里插入图片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/20fa6371c6f446f4b26c5e08cb1b7e9f.png)

2.材质

雪/土壤
果冻/橡胶（弹性）
不可压缩液体
》》水
粘性
》》蜂蜜/泥
沙子
》》干沙/湿沙

3.高效处理

在这里插入图片描述

4.变形梯度

局部变形的3*3矩阵
我们只需要关注Fe
优点：
捕获旋转，缩放和拉伸
如果只需要方向可以压缩成siyuans

缺点：缓存很重（9浮点）
在这里插入图片描述
请添加图片描述

5.子步骤

非常适合精确的碰撞和摩擦
速度，刚度和分辨率驱动子步骤
CFL和材料条件
动态子步骤计数
最小/最大硬限制

在这里插入图片描述

请添加图片描述

6.OPENGL 加速GPU

同时可以在cpu gpu 上运行
内存被限制在gpu上

在这里插入图片描述

二. 一些有意思的参数

1.sticky

在这里插入图片描述

2个值可以超出1

CFL Condition && Material Condition

CFL Condition 越小》》允许更少的行进》》增加Mpm的子步骤

Material Condition 越小》》更加关注材料（eg 材料的刚性如何）》》增加Mpm的子步骤

Substeps min\max 限制subcount 的最大最小值
在这里插入图片描述
属性输出：

** jP和jE，变形梯度的塑性与弹性 **

三. 实际实例并查看其它属性

1.雪山

1.摩擦设置

因为现在mpm无法做不同摩擦（指属性区分）

所以现在的办法是分开做：
eg：
山体（主体）小摩擦，雪可以在上面滑动
在这里插入图片描述
这些区域摩擦大一些

这个70的数值默认是1.4——因为我们想大块的雪落下而不是细碎的小块
0.2这个数值怎么理解——这个参数使材料爆炸多或者少 eg：你想做一个雪球砸墙被炸开一样大概需要数值*.34-.4* ，如果你不想让它自行奔溃不产生很大的力量可以 <=.2

2.设置E刚度和pin

在这里插入图片描述

第二端口：靠近这里的不希望有太多动态（模拟那种裂开的感觉）
在这里插入图片描述

float noise = abs(snoise(@P*0.05+ snoise(@P*0.05, 5, 0.5, 1), 5, 0.5, 1))；
@Cd = noise; 
@v=abs(float(snoise((@P + {14,52,95}) * 0.025, 5, 0.5, 1))) * {0,-15,0} *3；
float dist = xyzdist(1, @P); 
if(dist < 0.5)  
	i@pintoanimation = 1;

3.输出缓存：

删除区域外
在这里插入图片描述
没有缓存速度

后期给的速度在这里插入图片描述

4.包mesh

1.vdb处理

在这里插入图片描述

2.优化速度场vdb

在这里插入图片描述

5.volume化雪

1.粒子density化

在这里插入图片描述

2.用mesh去clamp density （去除边上那些模糊的

在这里插入图片描述

6.补充细节的雪（额外加（发射）一层雪）

1.发射源：

// get ptnum from id
int pt = idtopoint(1, @id);

// compute velocity
@v = (@P - vector(point(1, "P", pt))) / @TimeInc;

// compute delta Jp
f@dJp = @Jp - point(1, "Jp", pt);

// prune based on dJp
if(@dJp < 0.01)
    removepoint(0, @ptnum);

// prune based on speed    
if(length(@v) < 10)
    removepoint(0, @ptnum);

// prune based on distance to surface
float dist = 0.15;
float sdf = volumesample(2, "surface", @P);
if( sdf < -dist || sdf > dist)
    removepoint(0, @ptnum);

视频 54：56 jp 为 1 表示那些mpm算出来的粒子没有在变形，没有压缩，没有拉伸

1.也就表示这个值大的话我们肯定需要在发射点出来，如果前后2帧数没变化也就表示他快静止了也不是我们需要的
2.我们也不需要卡在碰撞里面的那些粒子发射
在这里插入图片描述

更具djp进行一些修剪

// prune low dJp
if(@dJp < 0.25 || isnan(@dJp))
    removepoint(0, @ptnum);

// remap dJp    
@dJp = fit(@dJp, 0, 10, 0, 1);

// compute speed 
@speed = length(@v);

isnan ¹

// spread across vel
vector displace = @v * float(@TimeInc * rand((@ptnum%1856)*25.96));
@P += displace;

// adjust pscale
@pscale *= ch("pscalemult");

创建一个连续发射源（黄色）（蓝色为不太好，不加的情况
在这里插入图片描述

进入pop解算

2.汽车轮胎过弯

ps：只记录些容易疏忽的（具体内容可以看工程）

1.输出属性f

在这里插入图片描述
这里输出了属性F——目的为碎块做旋转用
输出前做了转换 p@orient = quaternion(3@F);

2.包液体mesh的时候可以输出个density做漫反射用

在这里插入图片描述

3.处理碎块的运动

@pscale *= fit01(pow(rand(@id % 7485), 2), 1.0, 1.5) * 2;
i@index = floor(rand(float(@id % 4152)) * 27.0);

matrix3 rot = qconvert(@orient);
rotate(rot, fit01(rand(@id%7745), -3.14, 3.14), normalize(fit01(vector(rand(@id % 6651)), -1, 1)));
rotate(rot, fit01(rand(@id%9531), -3.14, 3.14), normalize(fit01(vector(rand(@id % 1232)), -1, 1)));

@orient = quaternion(rot);

4.实例化我们只需要在渲染里处理就可以

在这里插入图片描述

3.飞船砸落

1.为了避免在飞机顶端堆积

ani上加个了个抖动
在这里插入图片描述

2.优化

我们不希望打叉的粒子存在（影响渲染时间）——离表面太远or在内部

在这里插入图片描述

float dx = primintrinsic(1, "voxelsize", 0);
float sdf = volumesample(1, 0, @P);
float maxdist = dx * 0.35 * 2;

// detect outside of surface
if(inpointgroup(2, "tokill", @ptnum) || sdf > maxdist)
{
    @group_tokill = 1;
    return;
}

// detect on the edge
if(inpointgroup(2, "edge", @ptnum))
{
    @group_edge = 1;
}
else
{
    if(abs(sdf) < maxdist)
        @group_edge = 1;   
}

在这里插入图片描述

4.水果爆炸

skin

在这里插入图片描述
雪的2倍意味着材质更加的wiggly摆动更具有弹性elastically

volume preservation 参数(nu)

0.4 ——类似果冻有体积压缩 eg：两边施加力的话上下凹凸

在这里插入图片描述
0.2 时候
0.4时候
更多的爆炸

加点旋转

uv问题

如果直接transf uv有问题在这里插入图片描述

这里可以通过区域去transfer

在这里插入图片描述
找到分开的区域独自transfer uv

四. 一些细节

1.不可压缩性

在这里插入图片描述
这2个不可压缩性，看似是实现同样的效果

1.是线性反应体积变化
2.是会用一种力做出反应（如果体积变化非常非常小，这个参数反应非常激烈）

所以如果你不想要高子步骤，去达到非常高的效果。你可以吧这个值限制在较低 eg：1 ， 1可能会加快解算但是相应的上面的值你得打高来保持不可压缩

2.粒子级碰撞

防止漏
在这里插入图片描述

3.加大global sub 防止发射液体时候断层

在这里插入图片描述

4.引用体积速度

在这里插入图片描述

5.pin 粒子

选择粒子 i@pintoanimation = 1;
启用source里的pin动态pin勾选后面的

6.只对指定的面进行碰撞

在这里插入图片描述

1.

s@boundtype = "opened";
if(@primnum == 3)
    s@boundtype = "closed";

2. 在这里插入图片描述

7.如何加快模拟呢

1.比如模拟一个刚性的球
正常可能需要766个子部骤你可以限制最大的比如到 300 （不影响最后结果
但是太低的值会影响解算结果
在这里插入图片描述

8.雪塌缩抖动问题

在这里插入图片描述
1.可以降低这些值
2.也是noise E让他不那么均匀

9.快速移动的物体

需要打高这个值
在这里插入图片描述

10.如果你要实时改变E

在这里插入图片描述
需要吧这个去掉（假设材料属性不变）

11.关于沙子

在这里插入图片描述
这个值越小-沙子越平越大- 沙子堆积越多

cohesion 干湿沙子越大越湿

注脚的解释
Checks whether a value is not a number. 检查值是否不是数字。
int isnan(float x)
Returns 1 if the given value is not a number.
如果给定值不是数字，则返回 1。
Returns 0 if it is a normal number or infinite.
如果它是正常数字或无限大，则返回 0。 ↩︎

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