具体描述
Fluid simulation is a computer graphic used to develop realistic animation of liquids in modern games. The Art of Fluid Animation describes visually rich techniques for creating fluid-like animations that do not require advanced physics or mathematical skills. It explains how to create fluid animations like water, smoke, fire, and explosions through computer code in a fun manner.
The book presents concepts that drive fluid animation and gives a historical background of the computation of fluids. It covers many research areas that include stable fluid simulation, flows on surfaces, and control of flows. It also gives one-paragraph summaries of the material after each section for reinforcement.
作者简介
Jos Stam is a senior research scientist with Autodesk. He was born in the Netherlands and educated in Geneva, Switzerland, where he received dual bachelor degrees in computer science and pure mathematics. In 1989 he moved to Toronto, where he completed his master’s and PhD in computer science. His research spans several areas of computer graphics: natural phenomena, physics-based simulation, rendering, and surface modeling, especially subdivision surfaces. He has published papers in all of these areas in journals and at conferences. In 2005 he received the SIGGRAPH Computer Graphics Achievement Award, one of the most prestigious awards in computer graphics. He also won two Technical Achievement Awards from the Academy of Motion Picture Arts and Science and has been featured in Wired magazine.
目录信息
读后感
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用户评价
从排版和结构上看，这本书的组织逻辑清晰得像一个精心构建的流体力学模型本身。它不像某些技术书籍那样内容堆砌、逻辑混乱，而是采用了层层递进的模块化结构。前几章聚焦于基础的离散化技术和网格选择，为后续复杂模拟打下基础；中间部分则专注于特定的复杂现象，如气液交界面、多相流的耦合；最后一部分则巧妙地回到了实际应用和性能优化，包括GPU加速的初步概念引入。我特别欣赏的是作者在每个章节末尾设置的“挑战与思考”部分。这些问题往往不是简单的复述，而是需要读者结合全书知识进行综合分析的开放性难题，极大地激发了学习的内驱力。它教会了我如何系统性地诊断模拟中的不稳定因素，并提供了一系列解决问题的“工具箱”，而不是单一的“万能钥匙”。阅读这本书的过程，更像是跟随一位经验丰富的资深技术指导，进行了一场深入且全景式的工业级项目演练。对于任何严肃对待计算机图形学，特别是流体动力学模拟的专业人士而言，这本书的价值在于它提供的不仅是知识，更是一种严谨、高效的问题解决框架。
评分这本关于流体动画的著作，从我翻开第一页开始，就给我一种深邃而系统的感觉。它不仅仅停留在展示精美的渲染效果上，更深入地剖析了底层物理原理与数字艺术表达之间的张力。作者似乎花费了大量的篇幅来构建一个坚实的理论基础，从纳维-斯托克斯方程的简化应用，到如何用可控的参数来模拟现实世界中那些难以捉摸的液体行为，讲解得极为透彻。我尤其欣赏它在“艺术性与科学性”之间找到的那个平衡点。比如，在讨论如何处理湍流细节时，书中并没有简单地丢出一个复杂的代码片段，而是用一系列可视化的案例，解释了为什么某种数值解法会在特定的运动模式下产生“不自然”的结果，以及如何通过艺术家的直觉去修正这些科学上的缺陷。这使得即便是对数学不太敏感的动画师也能理解背后的逻辑。书中的插图质量极高，很多都是原创的或经过深度优化的案例研究，它们不仅仅是漂亮的图片，更是教学工具，能够直观地展示不同时间步长或网格分辨率对最终动画效果的决定性影响。对于想要从根本上理解流体模拟而非仅仅会使用软件预设的人来说，这本书无疑是奠定根基的基石。它要求读者投入时间和精力去消化那些公式和概念，但最终的回报是巨大的——你将不再是软件的奴隶，而是流体运动的“指挥家”。
评分这本书给我最大的启发在于其对“角色化”流体的探讨，这完全跳脱了传统流体模拟的范畴。作者将视角从单纯的物理模拟转向了叙事和情感表达，试图探讨如何赋予流体以“个性”。比如，书中有一段关于如何通过调整扩散率和粘度来模拟“忧郁的”或“暴躁的”液体的讨论，虽然听起来有些拟人化，但作者用非常严谨的参数变化来支撑了这种艺术化的表达。它引导读者思考：当我们在模拟火焰、烟雾或水流时，我们实际上是在模拟一种能量的释放和转化，而这种转化可以通过速度场和密度场的特定波动模式来“编码”情感。这种跨学科的思维方式极大地拓宽了我的视野。不再局限于“如何让它看起来真实”，而是开始探索“我希望它传达什么感觉”。书中提供的动态着色器脚本示例，虽然需要一定的编程基础，但它们是实现这种“情感化流体”的关键。这本书成功地将硬核的计算机图形学与抽象的艺术表达紧密地缝合在一起，是一本真正具有前瞻性的指南。
评分读完这本书，我的第一感受是，它仿佛是一本被精心设计过的“艺术家工具箱说明书”，但其深度远超一般的软件教程。它没有过多纠缠于界面操作（那些东西随时会变），而是专注于那些亘古不变的视觉原则和模拟哲学。书中关于“波浪形态学”的章节令我印象深刻，作者没有采用传统的流体力学分类法，而是将其分解为一系列可供借鉴的“形态模板”，例如“破碎的边缘”、“粘稠的拖尾”以及“空气卷入的泡影结构”。这些模板的描述充满了画面感，让原本抽象的物理现象立刻变得可操作、可借鉴。更绝妙的是，作者在每一个形态模板之后，都紧接着探讨了如何在主流的3D软件环境中，通过调整粒子系统、力场或着色器，去“模仿”或“增强”这种特定的形态。这是一种非常务实且高效的教学方式，它尊重了创作者对最终视觉效果的追求，而不是一味地强迫读者去追逐绝对的物理真实性。可以说，这本书提供了一套将理论知识转化为实际视觉语言的翻译系统，对于需要在短时间内为项目创造出特定风格流体效果的从业者来说，其价值不可估量。我几乎可以肯定，我的下一个项目中的水体效果会大量借鉴书中关于“表面张力与光影交互”的那几页内容。
评分坦白说，这本书的阅读过程更像是一场智力上的马拉松，而不是轻松的下午茶时光。它的学术严谨性使得某些章节的阅读门槛相当高，特别是涉及到数值积分和边界条件处理的部分。我发现自己不得不频繁地停下来，查阅一些基础的计算物理学的概念。但正是这种不妥协的态度，让我对作者的专业性深信不疑。它不仅仅是教你“做什么”，更重要的是解释了“为什么必须这样做”。例如，书中对“反弹现象”（rebounding）的处理，详细对比了隐式和显式求解器在处理高粘度流体时产生的误差积累和稳定性的差异，并配有大量的失败案例分析——这在其他同类书籍中是极其罕见的。大多数作者倾向于展示成功，而这本书敢于揭示算法的局限性。这种透明度极大地增强了读者的批判性思维。如果你只是想让水看起来“流动”一下，这本书可能会让你感到过于繁琐；但如果你想要构建一个具有内部一致性和可预测性的复杂流体系统，那么这本书就是你必须攻克的堡垒。它提供的是“掌控”流体的能力，而非仅仅是“生成”流体的能力。
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