Voxel-based fluid simulation in Unity.

Bc. Jakub Mička

Diplomová práce

Anotace:

V této diplomové práci popisuji teorii simulace kapalin a implementaci 3D simulace kapalin běžící paralelně na grafické kartě. Tato simulace je implementována ve voxelovém prostředí pomocí techniky založené na mřížce. Chování kapaliny je popsáno pomocí Navier–Stokesovy rovnice a řešeno pomocí Helmholtz-Hodgeovy věty o rozkladu. Všechny výpočty jsou navrženy tak, aby bylo možné použít výpočetní shadery pro zajištění běhu simulace v reálném čase. Kromě toho popisuji detaily implementace vlastního voxelového rendereru, který jsem použil k vykreslení výsledné simulace ve stylizovaném "voxelovém" vzhledu.

Abstract:

In this thesis, I describe fluid simulation theory and implementation of the three-dimensional fluid simulation running on GPU in parallel. The simulation is implemented in a voxel-based environment using a grid-based technique. The proper fluid behavior is described using the Navier-Stokes equations and solved by using the Helmholtz-Hodge decomposition theorem. All equations and calculations are designed so that compute shaders can be used to provide real-time simulation calculations. In addition, I describe the implementation details of a custom voxel renderer that I used to render the simulation results in a stylized manner.

Keywords

simulace, kapalina, voxel, Unity, Navier-Stokes, vykreslování, shader, simulation, fluid, rendering

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 5. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 6. 2022
• Vedoucí: RNDr. Jan Byška, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Marek Trtík, Ph.D.

Masarykova univerzita

Fakulta informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Vizuální informatika / Vývoj počítačových her