Simulação de fluidos no Blender

Uma das mais importantes razões para usar simulações em ambientes 3D é para obter efeitos que seriam extremamente difíceis ou impossíveis de se obter pelo uso de métodos tradicionais de modelagem em malhas ou pela animação das mesmas pelo uso de quadros chaves.
O simulador de fluidos do Blender é um exemplo de um poderoso sistema, capaz de animar uma grande variedade de situações de fluxo livre de fluidos, impossíveis de se alcançar pelos métodos tradicionais.

USANDO O SIMULADOR DE FLUIDOS DO BLENDER

O simulador de fluidos do Blender foi desenvolvido em um projeto conhecido como Google Summer of code 2005, financiado pelo programa da empresa Google. O nome oficial do simulador é El’ Beem Fluid Simulator, e foi dado pelo desenvolvedor do código, Nils Thuerey. Esse nome é uma referencia ao método usado em seu algoritmo de calculo, o Lattice – Boltzmann Method.
Esse método computacional, também conhecido pelas suas iniciais LBM, é o estado da arte em técnicas computacionais de dinâmica de fluidos para calculo de movimento de superfícies fluidas. O modelo matemático da técnica LBM modela uma superfície fluida como uma treliça de triângulos sobre a qual um grande número de partículas viaja e colidem umas com as outras.
A transferência da força de colisão entre as partículas dá a direção ao movimento fluido naquela região. O método é capaz de produzir movimentos fluidos convincentes e permite a manipulação de parâmetros que influem nas características do fluido simulado. O método LBM é muito bom também para simulações em que interações detalhadas entre objetos sólidos e líquidos acontecem. É importante observar que este tipo de simulação faz um uso intenso de processamento, ocupando bastante a CPU e memória do PC. Antes de ocupar o computador por horas , é recomendável que se faça alguns testes da simulação pretendida em baixa resolução.
Para obter maiores detalhes, consultar o site do autor no wiki do Blender.




O Fluxo de Trabalho para realizar simulação de fluido
No momento de composição de uma cena no Blender, em que a simulação de fluidos está presente, alguns objetos podem ser definidos para participar na simulação do fluido. Podemos definir, por exemplo, um elemento como fluido e outros como obstáculos.
Os parâmetros globais de simulação devem ser definidos, tais como a viscosidade ou gravidade que serão atribuídos ao domínio de simulação.






Acionando o botão BAKE, a geometria e os parâmetros configurados são utilizados nos cálculos pelo algoritmo de simulação, resultando em malhas representativas da física do fluido em cada instante. Estes quadros instantâneos são armazenados no HD e usados no momento de renderizar a animação ou na exibição prévia da animação na 3D view.
Para definir um ambiente de simulação de fluido no Blender, o primeiro passo necessário é delimitar o espaço onde o algoritmo irá realizar os cálculos. Essa área é conhecida como domínio. É importante observar que quando maior o domínio em relação aos elementos inclusos neste, mais poder de processamento é utilizado no calculo. Isso acontece porque o algoritmo de simulação divide o espaço em unidades elementares discretas chamadas de Voxels(volumetric elements).
O segundo passo é definir como será a fonte de fluido. Isto é feito pela inclusão de um objeto dentro do domínio, definindo-o como fluid ou Inflow. Essa decisão dependerá de como será a dinâmica de animação do fluido. Outros objetos devem ser inclusos como obstáculo.

O resulatdo da dessa simulação de fluidos pode ser vista em meu canal do Youtube.