Vellum —— Fluid

目录

Vellum fluids setups

Fluid tips and troubleshooting

Fluid phases

Vellum fluids and soft bodies

Vellum fluid vs FLIP fluid

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Vellum fluids setups

        Vellum fluid solver是基于粒子流体的解算框架，被完全集成到了Vellum动力学系统（可与grain/cloth/soft body交互，hair目前不支持）；可解析多种材质模拟，如沙子被水冲走，布料对雨滴反应；与FLIP对比，Vellum fluid不受区域限制，粒子可自由移动，且可被约束连接；

        物理属性（如Density、Viscosity、Surface Tension）可被用于模拟不同材质，如水、石油、蜂蜜；表面张力控制流体收缩并生成水滴的趋势；可通过工具架，手动DOP或SOP；

通常，fluid子步为10，grain子步为5，子步不要超过20（fluid/grain会rigid，约束迭代的原因）；

使用Python表达式控制参数，如：

activate = 0

if (frame() > 4 and frame() < 11):
    activate = 1

elif (frame() > 20 and frame() < 25):
    activate = 1

return activate

Fluid tips and troubleshooting

Optimize solver settings

• substeps至少为5，对高Viscosity、Surface Tension建议使用10~20；
• 对纯fluid，可减低Constraint iterations到20，Smoothing Iterations为0；
• 对在fluid与其他类型（如grain、softbody、cloth），更多的子步及更少的迭代；
  • 好的开始，如substeps 10，constraint iterations 20，smoothing iterations 5；

Fix disappearing particles in fluid-grains simulations

• 关闭 Advanced ▸ OpenCL Neighbor Search ；

Work with friction

• friction 对应解算器的Static Threshold参数；
• dynamic friction 对应解算器的Dynamic Scale参数；

Improve fluid-grains interaction

• Repulsion Weight 低值（<0.1）可提升fluid与grain的交互；
• Repulsion Weight 高值会使fluid与grain很难融合；

Simulate multi-phase fluids

• phase相等，但不同的Viscosity、Surface Tension会在接触的区域粘连在一起；
• 不同phase，但相同Viscosity会像没有摩擦的交互；
• 不同phase，Viscosity、Surface Tension会更加分离且很难粘连；

Fix problems with low density fluids

• 但density非常低（<10），fluid会不稳定，density值相差太高粒子可能会爆开（如100和20000），即使高子步也不能修复；

Decrease simulation time with high-viscosity fluids

• 高Viscosity会使解算非常慢，可增加dvisc属性；

Avoid terracing

• 如有分层或阶梯状，勾选Dither Surface；

Get splashier Vellum fluids

• 默认加速度是被限制的，避免粒子爆开，要更飞溅的粒子调整Max Acceleratio；
• 飞溅的粒子量不够，调整particle size以增加粒子；

Make particles match the sourcing object

• Packing Density 可使用粒子更加匹配模型，通常是1.5~2；
• 对Grain，Packing Density 不应超过1；

Delete stray particles

• 但碰撞或高加速，常会产生杂乱的粒子，POP Kill节点可去除；

Fluid phases

        对phase，解算器会独立解算Viscosity、Surface Tension以模拟不同流体类型；仅对fluid有效，不能结合grain和water；

• phase相等，但不同的Viscosity、Surface Tension会在接触的区域粘连在一起；
• 不同phase，但相同Viscosity会像没有摩擦的交互；
• 不同phase，Viscosity、Surface Tension会更加分离且很难粘连；

Vellum fluids and soft bodies

        Vellum的主要强项就是交互，不同vellum材质可在同一框架下解算，grain可变形softbody，cloth对water或rigid产生反应，不同fluid的物体设置可正确的交互；可使用POP Kill节点删除飞溅的粒子；

        surfacing是一个非常独立的过程，可能需要一些时间才能满意；最大的问题就是抖动，特别是在慢动作时，另一个原因是polygon数量不足；particle fluid surface的particle separation至少应该多余vellum fluid的particle separation，还有尽可能多的保持粒子（高influence scale）；

Vellum fluid vs FLIP fluid

        此两种类型的流体是完全不同的解算器，也不可互相交互；在设置、模拟、及与其他对象交互方向存在一些基本的差异；

Vellum Fluids	FLIP Fluids
Particle-based，具有约束；	Cell-based，具有场信息；
更多粒子即更多fluid，增加体积；	更多粒子不会增加体积，仅标记cell和场信息；
无流体框，可能有杂乱粒子；	有流体框，框外的粒子不被考虑；
主要用于小场景；	可输出场和surface信息，可用于创建二次效果（foam, spray, mist）
常要求更高的子步（对于低粘度和张力是5~10）	子步常为1~2，对快速流动的FLIP碰撞可能需要提高精度；
使用固定的子步；	使用自适应的子步；
高黏性通常要求高子步，避免不稳定；	高黏性或低移动常要求高子步；
支持多种材质模拟，与其他vellum对象交互；	仅与碰撞对象交互；
不支持空气压缩；	支持空气压缩以创建气泡；
可与vellum brush工具兼容；	无brush工具；
不可分布；	DOP FLIP可在多台机器上分布式解算；
支持multi-phase；	支持multi-phase；
无ID、age属性；	有ID、age属性；
无Narrow band；	有Narrow band加速；