虛幻4渲染編程（物理模擬篇）【第四卷：基於粒子的物理水面】
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INTRODUCTION：
最近在晚上我的PhyGX物理引擎，目前我的PhyGX已經有了剛體，軟體，流體等初級功能，下面就來為PhyGX添加物理水面的模擬功能。
我把水面抽象為一層粒子組成的表面，水面粒子因為張力約束，所以它會在一個定點周圍運動。
整個約束結構由四部分組成，T為水面粒子的固定位置，P為水面自由運動的粒子，S為水面粒子和水面粒子固定位置的浮力約束器，L為兩個水面粒子之間的張力約束器。最後可得如下效果：
MAIN CONTENT：
水面約束結構的構造過程分幾步：
第一步：先構造出自由粒子的位置。
第二步：構造出固定粒子的位置。
第三步：構造橫向張力約束。
第四步：構造縱向張力約束。
第五步：構造浮力約束
完整代碼代碼如下：
void FPhyGXProduceParticleNet::BuildParticleNet_Buoyancy(const FTransform& ActorRootTrans)
{
BeginBuildNet();
int32 NX = 50;
int32 NY = 50;
//-------
//-------
//-------
int32 NCXH = (NX - 1);
int32 NCXV = NY;
//|||||||
//|||||||
//|||||||
int32 NCYH = NX;
INT32 NCYV = (NY - 1);
float CellLength = 20.0f;
Particles.AddUninitialized(NX * NY * 2);
DistanceConstraints.AddUninitialized(NCXH * NCXV + NCYH * NCYV + NX * NY);
for (int32 y = 0; y < NY; y++)
{
for (int32 x = 0; x < NX; x++)
{
Particles[x + NX * y].InitVerletParticle(FVector(x * CellLength, y * CellLength, 0), true, false, false, false, 1, 10);
}
}
for (int32 y = 0; y < NY; y++)
{
for (int32 x = 0; x < NX; x++)
{
Particles[x + NX * y + NX * NY].InitVerletParticle(FVector(x * CellLength, y * CellLength, 0), false, false, false, false, 1, 10);
Particles[x + NX * y + NX * NY].bDrawDebug = false;
}
}
//
for (int32 y = 0; y < NCXV; y++)
{
for (int32 x = 0; x < NCXH; x++)
{
DistanceConstraints[x + NCXH * y].InitDistanceConstraint(Particles[y * NX + x], Particles[y * NX + x + 1], CellLength, FVector(1, 1, 1));
}
}
for (int32 y = 0; y < NCYV; y++)
{
for (int32 x = 0; x < NCYH; x++)
{
DistanceConstraints[x + NCYH * y + NCXH * NCXV].InitDistanceConstraint(Particles[y * NCYH + x], Particles[(y + 1) * NCYH + x], CellLength, FVector(1, 1, 1));
}
}
for (int32 y = 0; y < NY; y++)
{
for (int32 x = 0; x < NX; x++)
{
DistanceConstraints[NCXH * NCXV + NCYH * NCYV + x + y * NX].InitDistanceConstraint(Particles[x + y * NX], Particles[x + y * NX + NX * NY], 1, FVector(0.01, 0.01, 0.01));
}
}
FinishBuildNet(ActorRootTrans);
}
最後
SUMMARY AND OUTLOOK：
其實我的做法還是比較簡單粗暴的，後續還有很多優化空間，比如對固定粒子還可以加入渦流解算來驅動水面粒子進行渦流運動。以上是我的個人思考所得的模擬物理水面的方式，如果有大佬還有更好方法請留言指教。
Enjoy it。
NEXT：
我打算暫停物理篇系列，感覺自己有點走偏了，我畢竟是個美術，還是應該集中更多精力在美術設計深耕上，先這樣吧。
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