具体描述
流体模拟是在现代游戏开发中生成逼真流体动画的计算机图形技术。《流体动画的计算艺术》解读了并不需要高深物理或数学知识就能开发丰富视觉特效的流体动画技术，讲述了如何通过计算机代码以有趣的方式创建如水、烟雾、火焰和爆炸等效果的流体动画。
《流体动画的计算艺术》介绍了驱动流体动画技术发展的众多概念，以及流体计算的历史背景，涵盖了许多研究领域，包括稳定的流体模拟、曲面流和流的控制。对有抱负的程序员来说，本书非常适合作为学习流体动画程序开发的起点
作者简介
尤士丹（Jos Stam）出生于荷兰，在日内瓦接受教育并获得计算机科学和纯数学的双学士学位。1989年他来到多伦多，在那里攻读了计算机科学的硕士学位和博士学位。之后，他作为ERCIM博士后在法国的INRIA和芬兰的VTT从事研究工作。1997年，尤士丹博士加入Alias西雅图分部担任研究员，2003年他搬至Alias在多伦多的总部。2006年，作为欧特克公司（Autodesk）收购Alias的条件之一，他留任了高级研究科学家一职。在本书中文版开印之前，他刚刚从欧特克公司离职，目前仍留任多伦多大学的兼职教授。
尤士丹博士的研究跨越了计算机图形学的多个方面：自然现象模拟、基于物理的模拟与渲染、曲面造型（特别是细分曲面技术）。在上述领域他有多篇论文发表于SIGGRAPH年会上。2005年，尤士丹博士被授予计算机图形学中一个最负盛名的大奖：SIGGRAPH计算机图形成就奖。此外，他赢得了两次美国电影艺术与科学学院奖的技术成就奖（俗称奥斯卡奖）：2005年他因细分曲面的工作而获奖，2007年他因流体动力学的工作而获奖。2008年1月号的《连线》杂志（Wired）发表了关于他的特别报道。
译者简介
杨旭波 （上海交通大学软件学院教授）。1998年博士毕业于浙江大学。1998年至2001年，于德国Fraunhofer-IMK研究所虚拟现实系做博士后。2001年至2003年在新加坡国立大学混合现实实验室工作。2003年作为学院引进人才加入上海交通大学电信学院计算机系和软件学院。杨旭波负责开展图形学、虚拟现实和数字媒体领域的科研工作，并主讲和开设了计算机图形学、游戏程序设计、数字媒体与人机交互等课程。叶军涛，2008年01月至现在，任中科院自动化所 助理研究员、副研究员，研究领域是计算机图形学，虚拟现实技术，科学计算。
目录信息
第2章 观察、方程和数 9
2.1 河狸、穴居人和火 9
2.2 从洞穴到古希腊：阿基米德、金冠和奖牌 10
2.3 长卷发的数学家、深渊和喷枪 13
第3章 牛顿-欧拉方程和纳维-斯托克斯方程 27
3.1 列昂纳多 27
3.2 欧拉和连续性 28
3.3 不可压缩性、连续性、亥姆霍兹和霍吉理论 . 35
3.4 欧拉和流体运动 38
3.5 牛顿和黏度 43
3.6 纳维和斯托克斯以及他们的方程 51
3.7 边界、边界、边界、边界还是边界 55
第4章 早期的计算流体动力学 63
第5章 柯尔莫戈洛夫和湍流 .. 71
第6章 流体动画导论 76
6.1 虫子 77
6.2 栅格 81
6.3 沿栅格移动的虫子 84
6.4 半拉格朗日法 85
6.5 质点栅格法（PIC） 89
第７章 插曲 91
7.1 插曲一：线性方程组 92
7.2 插曲二：线性方程组的通解 97
7.3 插曲三：循环矩阵与傅里叶变换 103
7.4 插曲四：线性方程组的数值解 110
第8章 一个简单的流体求解器 .. 122
8.1 数学恐怖片：算子分裂 125
8.2 请给代码 126
8.2.1 移动的密度 129
8.2.2 改变自身运动的流体：非线性 135
8.3 在甜甜圈上爬行的虫子、傅里叶变换和约60行的C代码 140
8.4 四维湍流向量场和湍流 151
8.5 装饰流体 153
第9章 能处理流体的微小计算机 158
第10章 能处理流体的智能手机 162
第11章 Fluid FX: Autodesk Fluid的2.0版本 166
第12章 展示时间！MAYA流体的特效 168
第13章 任意曲面上的流体 .. 174
第14章 控制狂！如何使流体听我们指挥 178
14.1 二维炮弹射击 180
14.2 计算机优化器 182
14.3 自动微分、伴随和返回优化器的路径 190
第15章 真实实验、计算机实验和验证 195
15.1 球体产生的阻力 195
15.2 球体后面的涡旋流动、管内波状流动、平板间的羽状湍流 197
15.2.1 实验一：球体后面的涡旋流动 198
15.2.2 实验二：管内波状流动 199
15.2.3 实验三：平板间的羽状湍流 200
第16章 后记（让我们停止吧） 202
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读后感
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用户评价
购买这本书的初衷是希望找到一些关于非牛顿流体模拟的深入探讨，这本书的表现远超出了我的预期。对于剪切增稠和剪切稀化流体的建模，作者没有简单地使用经验公式，而是深入讲解了黏度随应力变化背后的微观结构模型。那些关于泡沫和乳液界面张力的处理技巧，对于我目前从事的化学过程可视化项目简直是雪中送炭。更重要的是，书中提及的许多开源实现库的链接和版本控制策略，体现了作者对整个计算社区的责任感。阅读过程本身就是一种高效的学习，因为每一个理论点后面都紧跟着一个实际的应用案例或代码片段的提示，使得抽象的概念立刻落了地。这本书的购买体验是物超所值的，它为特定领域的高级研究者提供了一份宝贵的、可操作的知识库。
评分我从一个纯粹的动画制作人员的角度来看待这本书，它为我们提供了一个强大的新工具箱，远超出了传统CGI软件内置的“烟雾和水”预设。最让我感到兴奋的是关于流体与刚体相互作用的章节。作者没有回避耦合计算的复杂性，反而提供了一套优雅的解决方案，解释了如何让流动的液体准确地推动或包裹物体。这使得我们在制作电影级的破碎、飞溅或浸没效果时，不再需要依赖大量的后期手动调整。这种由内而外的物理真实感，是任何后期合成都难以企及的。这本书的叙事风格非常清晰，逻辑层次分明，使得原本枯燥的物理模拟过程读起来也充满了探险的乐趣。它成功地弥合了艺术家对“看起来对”的需求与工程师对“数学上正确”的执着之间的鸿沟。
评分这本书的插图简直是视觉的盛宴，色彩的运用大胆而精准，每次翻页都像进入了一个全新的光影世界。我特别欣赏作者在展示复杂流体模拟过程中，如何巧妙地将深奥的数学原理转化为直观、令人惊叹的视觉效果。特别是关于湍流模型的章节，那些由算法生成的涡旋和波纹，其细节丰富到让人几乎能“触摸”到那些虚拟的粒子。虽然我对背后的微分方程理解得不深，但光是看着那些动态的渲染效果，我就能感受到作者对流体力学美学的那种近乎偏执的追求。这本书的排版设计也值得称赞，大开本的尺寸让那些精美的作品得以充分展现，每一个纹理和渐变都清晰可见。它不仅仅是一本技术手册，更像是一本艺术画册，激励着读者去探索数字艺术和科学的交界点。读完后，我立刻充满了尝试自己动手构建类似效果的冲动，这正是优秀技术书籍的价值所在。
评分这本书的理论框架构建得极其严谨，简直可以作为研究生课程的教材使用。我对其中关于能量守恒和质量守恒的讨论印象尤为深刻。作者通过对离散化误差的细致分析，展示了如何在有限精度下尽量保持物理定律的精确性，这对于追求长期稳定模拟效果的仿真工程师来说至关重要。它不仅仅是教你怎么“做”流体，更是教你“为什么”要这样做。例如，关于隐式/显式时间积分方法的优缺点对比，分析得极其透彻，让我对自己项目中选择的数值方案有了更深刻的反思。这本书的价值在于它提供了一种批判性思维的视角，而不是一套固定的公式。它鼓励读者根据自己的计算资源和精度要求，去设计最适合的求解策略。
评分这本书的深度和广度让我有些吃惊，它完全没有停留在表面的炫酷效果介绍，而是扎扎实实地剖析了从基础的欧拉方程到高级的拉格朗日粒子追踪技术的整个计算流程。我个人更关注的是性能优化部分，作者对于GPU并行计算的讲解非常到位，用清晰的伪代码展示了如何将传统的串行计算瓶颈转化为高效的并行处理流程。这种对底层实现细节的关注，使得这本书对于那些希望将理论付诸实践的程序员来说，具有极高的参考价值。与市面上一些只停留在“调用库函数”的教程不同，这本书真正教会了你“如何构建”一个流体求解器。唯一的挑战可能在于，对于初学者来说，前半部分关于数值方法的介绍略显密集，需要反复阅读才能完全消化那些关于网格划分和边界条件的讨论。
评分这是一本极为经典流体模拟入门书，然而遗憾的是篇幅太短，很多原理很多代码都不够的详细，幸运都是我们能在http://www.dgp.toronto.edu/people/stam/reality/Research/pub.html这个网站上找到这本书相关的代码以及Jos Stam大牛的paper。这本书的很多资料都能在这些paper中找到
评分虽然说这是对于没有数学基础的读者的书籍，但还是有大量的研究生级别的数学或物理知识：测度，通量，梯度。对于流体的偏微分方程，却是避而远之。不过作者至少给了基本的实现流程，每一步迭代的基本算法及其数学原理都能在书上找到，但哪怕要将书上的demo运行起来实现，也绝非易事。
评分虽然说这是对于没有数学基础的读者的书籍，但还是有大量的研究生级别的数学或物理知识：测度，通量，梯度。对于流体的偏微分方程，却是避而远之。不过作者至少给了基本的实现流程，每一步迭代的基本算法及其数学原理都能在书上找到，但哪怕要将书上的demo运行起来实现，也绝非易事。
评分这是一本极为经典流体模拟入门书，然而遗憾的是篇幅太短，很多原理很多代码都不够的详细，幸运都是我们能在http://www.dgp.toronto.edu/people/stam/reality/Research/pub.html这个网站上找到这本书相关的代码以及Jos Stam大牛的paper。这本书的很多资料都能在这些paper中找到
评分有时间亲自把代码实现一下
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