Velvet:基于CUDA加速的高效布料模拟引擎

Velvet:基于CUDA加速的高效布料模拟引擎

Velvet A CUDA-accelerated cloth simulation engine based on Extended Position Based Dynamics (XPBD). Velvet 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/vel/Velvet

项目基础介绍与编程语言

Velvet 是一个采用CUDA进行加速的布料模拟引擎,它基于扩展的位置基于动力学(Extended Position Based Dynamics, XPBD)。此项目专为追求高性能 cloth simulation 的开发者设计,使用C++17和CUDA 11.1为主要编程语言,确保在图形处理单元(GPU)上实现高效的计算。

核心功能

  • 约束模拟:包括附着约束、长程附着约束、拉伸约束和弯曲约束。
  • 碰撞检测:支持基于Signed Distance Fields(SDF)的碰撞以及粒子间的碰撞,提升物理真实感。
  • 空间散列邻近查找:优化了碰撞检测效率,通过空间哈希提高大型场景下粒子邻居寻找的速度。
  • OpenGL渲染:内置OpenGL支持,方便直观地展示模拟结果。
  • 快速入门:提供了预编译的可执行文件,并支持通过vcpkg安装依赖,便于开发者快速启动项目。

最近更新的功能

尽管具体最近的更新详情未直接提供,但基于其开源特性和开发周期,一般此类项目可能包含:

  • 性能优化:持续优化CUDA核心算法,提高模拟速度和效率。
  • 稳定性增强:修正已知的碰撞检测或约束求解中的稳定性和准确性问题。
  • API或配置简化:可能加入了更友好的API接口,或是改善配置流程,让用户更容易定制化设置。
  • 文档更新:对文档和示例代码进行了补充,帮助新用户更快上手。

请注意,要获取最新的更新日志,应直接访问项目的GitHub页面查看提交历史或最新版本的 release notes。

Velvet A CUDA-accelerated cloth simulation engine based on Extended Position Based Dynamics (XPBD). Velvet 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/vel/Velvet

创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

### 关于 Velvet Fabric Shader 实现的探讨 当前问题涉及的是关于绒布材质(Velvet Fabric)的着色器(Shader)实现或教程。然而,所提供的引用主要围绕名为 **Velvet** 的物理模拟引擎展开,该引擎专注于基于扩展位置动力学(XPBD, Extended Position Based Dynamics)的CUDA加速布料仿真技术[^1]。 尽管 Velvet 引擎本身并不直接提供有关绒布材质着色器的具体实现细节,但从图形渲染的角度来看,可以参考一些常见的方法来实现类似效果: #### 绒布材质的视觉特性 绒布是一种具有独特微观结构的织物材料,其表面由许多细小纤维组成,这些纤维会散射光线并影响反射行为。为了在计算机图形中再现这种外观,通常需要考虑以下几个方面: - 微观几何形状的影响。 - 表面漫反射特性的增强。 - 减少镜面高光的效果。 #### 使用 PBR 材质模型实现绒布效果 一种常见的方式是通过基于物理的渲染(PBR, Physically-Based Rendering)流程来创建绒布材质。以下是几个关键点: - **粗糙度参数调整**: 增加材质的粗糙度值以减少明显的镜面反射[^5]。 - **法线贴图应用**: 利用法线贴图模拟微小纤维的方向变化,从而提升真实感[^6]。 - **自定义 BRDF 模型**: 如果希望进一步优化,则可能需要引入专门设计用于描述此类复杂织物响应特性的双向反射分布函数(BRDF)。例如,“Microfacet Models for Refraction through Rough Surfaces” 提供了一种理论框架可用于构建更精确的模型[^7]。 #### 示例代码片段展示如何设置 Unity 或 Unreal Engine 中的基础属性 下面是一个简单的 HLSL/GLSL 片段程序例子,展示了基本概念的应用方式: ```hlsl float4 PS_VelvetMaterial(VS_OUTPUT input) : SV_Target { float3 normal = normalize(input.Normal); // Simulate microfiber orientation with noise texture or bump mapping. float3 perturbedNormal = PerturbNormal(normal, input.UV); // Calculate diffuse lighting contribution using Oren-Nayar model. float orenNayarDiffuse = ComputeOrenNayar(perturbedNormal, lightDir, viewDir, roughness); // Combine results and output final color. return float4(baseColor * orenNayarDiffuse, 1.0f); } ``` 此代码仅作为起点,在实际开发过程中还需要不断迭代改进直至达到满意的结果。 #### 可能感兴趣的资源链接推荐 对于寻求更多具体指导的人士来说,以下几项可能是有价值的参考资料来源之一: - 图形编程书籍《Real-Time Rendering》第三版中有讨论各种类型的各向异性材料表示方法章节[^8]。 - NVIDIA Material Definition Language (MDL) 库提供了多种预置好的高质量材质样本可供研究学习[^9]。
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