게임을 위한 유체 동역학

1. 게임을 위한 유체 동역학
Fluid Dynamics in Games
게임을 위한 유체 동역학
Fluid Dynamics in Games
김 성완
부산게임아카데미
동의대학교 게임공학과

2. • 영화
• 자연 현상
• CFD
• 게임
• 기상 현상
• 시뮬레이션

3. 영화 속의 유체 동역학

4. 해운대 (2009)

5. 해운대 (2009)

6. 2012 (2009)

7. 2012 (2009)

8. The Perfect Storm (2000)

9. Titanic (1997)

10. 자연 속의 유체

11. 유체
• 유체 流體 Fluid <-> Solid 고체固體
• 액체와 기체를 합쳐서 부르는 용어
• 액체 , 기체 , 플라즈마
• 변형이 쉽고 , 흐르는 성질이 있으며 ,
모양이 정해져 있지 않다 .
• 점성 , 압축성

12. 물

13. 수도물

14. 바다

15. 얕은 바다

16. 깊은 바다

17. 연기

18. 담배 연기

19. 연기

20. 연기

21. 촛불

22. 모닥불

23. 산불

24. 잉크

25. 잉크

26. 구름

28. 태풍

29. 태풍 매미

30. 태풍 셀마

31. 인공

32. 소용돌이

38. 와류 , 소용돌이

39. Vortex

40. Karman Vortex

41. Karman Vortex

42. 비행장 활주로 안전

43. 천문 관측

45. 태양 표면

46. 나선 은하

47. COMPUTATIONAL FLUID
DYNAMICS

48. 전산 유체 역학

49. CFD

50. CFD

51. CFD

52. CFD

53. CFD

54. 태풍

55. 전산 유체 역학
• 공학적인 목적의 정확한 해가 필요
• 실수연산 배정도 실수 (double 형 실수
)
• 시각적인 사실성은 덜 중요함
• 잘못되면 재산 손실이나 인명 피해 발생

56. FLUID DYNAMICS FOR
COMPUTER GRAPHICS

57. 컴퓨터 그래픽을 위한
유체 시뮬레이션
• 시각적인 사실성을 추구
• 겉보기에 그럴싸하면 족함
• 공학적인 정확도를 요구하지 않는다 .
• 가능하면 빠른 계산을 위해 정밀도 희생
• 보통 단정도 실수 (float 형 ) 사용
• 반드시 실시간일 필요는 없다 .

58. Siggraph 2008

61. 동영상 감상

63. RealFlow

64. RealFlow
• 아카데미상 수상
• Technical Achievement Award® 2007
• Victor Gonzalez, Ignacio Vargas and
Angel Tena
• recognizing the significant
contribution RealFlow™ has made to
the process of making motion
pictures.

65. 동영상 감상

66. Real-Time Fluid Dynamics

68. Nvidia

69. Nvidia

70. 불

71. Games

72. Icor

73. Powder Game
• http://dan-ball.jp/en/javagame/dust/

74. Plasma Pong

75. Odyssey: Winds of Athena

76. Hellgate: London (2007)

77. Fluidz
• http://www.escapemotions.com/experiments/processing/fluid
z_game/applet/index.html

78. Liquid Webtoy
• http://dan-ball.jp/en/javagame/mc/

80. Hydrophobia(2010)

81. Hydrophobia(2010)

82. HydroEngine
Worlds First Fluid Dynamic Engine for Games

83. HydroEngine
• Water flows from one area to another
• Objects get carried realistically by the flow
• Surfaces and characters become wet when touched by the
water, and dry out over time
• Emergent effects such as eddies and underwater currents
occur just like real water
• Spray and splashes are generated dynamically according to
forces acting on the water
• Surface foam and infinite underwater particles follow the
flow
• Dynamic caustic lights cause walls and floor to shimmer
as water passes through
• Water can apply forces to objects, walls, windows and
doors, causing them to buckle under the pressure

84. FLUID SIMULATION

85. Navier-Stokes Equation

86. 내비어 - 스톡스 방정식
• 점성이 있는 유체의 운동을 기술하는 비
선형 편미분 방정식
• Claude-Louis Navier, George Gabriel
Stokes
• 해석적인 해는 아직 미지의 영역
• 클레이 수학 연구소 밀레니엄 7 대 난제
의 하나 , 상금 US $1,000,000
• 수치적인 해법으로 푼다 .

87. NSE & Obama

88. 연구자
• 1999, 2003 Jos Stam
• 2004 Mark Harris
• 2008 Mick West
• 2009 Michael Gourley

89. Jos Stam

90. Jos Stam
• 1999 Siggraph
– “Stable Fluids”
• 2003 GDC
– “Real-Time Fluid Dynamics for Games”
• http://www.dgp.toronto.edu/~stam/
• Autodesk

91. Stable Fluids

93. Mark Harris
• 2004 GPU Gems
– Fast Fluid Dynamics Simulation on the
GPU
• http://www.markmark.net/
• Nvidia

94. Mick West
• 2008 Game Developer
– “Practical Fluid Dynamics for Games”
• http://cowboyprogramming.com/

95. Michael Gourlay
• 2009 Intel Software Network
– “Fluid Simulation for Video Games”
• http://www.mijagourlay.com/

98. Grid Cell

104. 기상 현상

105. 기상 현상
• 대기 대순환
• 해류

122. 유한요소법
Finite Element Method

123. 유한요소법