最新录用 | 利用自适应多层外力引导模型重建和编辑流体

Xiaoying NIE, Yong HU, Xukun SHEN & Zhiyuan SU. Reconstructing and editing fluids using the adaptive multilayer external force guiding model. Sci China Inf Sci, 2021, DOI: 10.1007/s11432-020-3322-x

重建单目流体通常需要一个繁琐的试错过程，并且编辑所需的流体行为是难以预测和控制的。为了解决这些问题，提出了一种自适应多层外力引导模型，可以减轻参数调整任务并满足用户定义的需求。外力会导致目标粒子对流体粒子产生影响，自适应多层方案使整个3D流体受制于输入视频捕获或用户设计的水的形状和运动。因此，我们可以避免繁琐费力的参数调整，轻松平衡流体的平滑度和水面的细节。

同时，为了生动地再现视频场景的流入和流出，我们构建了一个生存灭亡模型，根据目标粒子的三维速度场添加或删除流体粒子，该速度场是使用一个将阴影形状与光流耦合的混合模型计算的。此外，通过巧妙地提取用户由屏幕外渲染方法选择的特征，并使用动态权重方法无缝集成这些特征来编辑流体。实验表明，我们的方法与目前最先进方法具有相同的重建质量，并且通过编辑流体来编写流非常方便。此外，我们的结果可以有效地应用于任一新场景。 

创新点包括：

• 提出了一种自适应多层外力引导模型来重建和编辑流体，基于SPH模型的“自适应多层”框架的优点是，由于不需要通过繁琐的试错过程手动调整参数，因此可以显著简化指导策略。

• 引入了流体粒子的生存灭亡模型来再现视频中流体的流入和流出行为，从而保留了真实世界中观察到的流体特性。我们相信这是弥合重建结果和输入视频之间差距的关键一步。

• 介绍了离屏渲染技术，并提出了编辑流体的动态权重方法，可以从任意目标粒子中提取特征并将其组合以创建所需的动画。此外，我们还提供实时视觉反馈，允许用户在所需的编辑过程中设置功能。

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