Introduction to my galaxy engine 8 : Real Time Fluid Rendering

最近正在研究real time fluid effect方面的问题，主要适用于液体，烟雾，火焰方面的实时模拟。一般是通过GPGPU(general purpose GPU)来实现的。

以下是2D Fluid初步实验的截图：

要理解实现原理，首先要熟悉其基于的物理模型：“stable fluids” by Stam 1999. 从实现角度来说，根据fluid effect的计算公式

主要考虑如下几个要素：Advection [气]水平对流， pressure， diffusion， (Vorticity [涡旋] Confinement 主要用于烟雾，火焰), external forces. 每一个要素的作用大小是通过读取其对应的图片来获取的。

具体实现步骤如下：

1.将屏幕分为一定大小数量的网格，如图所示：

由于我的窗口大小设定为800*600，横行分为了80*2格，纵向分为了60*2格.之后的相关计算都是以格子为单位。蓝色为边界部分，不做为渲染区域。

2. 根据网格生成顶点。

    VS_INPUT_FLUIDSIM_STRUCT tempVertex1;
    VS_INPUT_FLUIDSIM_STRUCT tempVertex2;
    VS_INPUT_FLUIDSIM_STRUCT tempVertex3;
    VS_INPUT_FLUIDSIM_STRUCT tempVertex4;

    int w = m_dim[0];
    int h = m_dim[1];

    float left   = -1.0f + 2.0f/w;//exclude the boundary cell, each cell size is 2.0f/w
    float right  =  1.0f - 2.0f/w;
    float top    =  1.0f - 2.0f/h;
    float bottom = -1.0f + 2.0f/h;

    tempVertex1.Pos = D3DXVECTOR3( left, top, 0.0f);//projection screen pos
    tempVertex1.Tex = D3DXVECTOR3( 1.0f, 1.0f, 0.0f);//texture pos, exclude boundary cell

    tempVertex2.Pos = D3DXVECTOR3( right, top, 0.0f);
    tempVertex2.Tex = D3DXVECTOR3( (w-1.0f), 1.0f, 0.0f);

    tempVertex3.Pos = D3DXVECTOR3( right, bottom, 0.0f);
    tempVertex3.Tex = D3DXVECTOR3( (w-1.0f), (h-1.0f), 0.0f);

    tempVertex4.Pos = D3DXVECTOR3( left, bottom, 0.0f);
    tempVertex4.Tex = D3DXVECTOR3( 1.0f, (h-1.0f), 0.0f);

    (*vertices)[index++] = tempVertex1;
    (*vertices)[index++] = tempVertex2;
    (*vertices)[index++] = tempVertex3;
    (*vertices)[index++] = tempVertex1;
    (*vertices)[index++] = tempVertex3;
    (*vertices)[index++] = tempVertex4;