模拟|图形学的未来：投身业界、布料仿真大牛王华民谈实时模拟前世今生_仿真|游戏|业界|布料|形变|变体

机器之心专栏
作者：王华民（凌迪科技Style3D首席科学家兼凌迪研究院院长）

最近一段时间，数字人、元宇宙（metaverse）、云游戏等新概念变得异常炙手可热。很多圈外人士对此兴奋不已，觉得科幻电影中的场景马上就要实现了。可很少有人会指出，在通往虚拟未来的道路上其实还有一块绊脚石：实时物理模拟。本文为王华民教授结合自己的研究对实时物理模拟的一些看法。

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不管是图形学圈内还是圈外，实时的重要性一直缺乏足够认识。
长期以来，圈内存在着一个误解：实时技术应该留给工业界开发。不少人觉得实时技术无非是把非实时技术优化一下。这种误解造成了图形学今天的尴尬局面。
一方面，非实时技术的应用基本仅在后期视效，而这一块已相当饱和。另一方面，大量亟需实时技术的应用，如高质量VR ，数字人、虚拟试衣、虚拟手术等等，却迟迟无法落地。

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随着 NVIDIA RTX 方案的推出，实时渲染的问题已经逐渐解决。相比之下，实时物理模拟变得非常重要。和渲染不同，模拟的多样性决定了实时模拟无法单纯依赖硬件解决。 RTX的加速结构也只能解决一小部分模拟问题。

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过去
二十年前，当我跨入图形学圈的时候，是不存在物理模拟这个概念的。当时模拟的主要应用是制作电影特效。而实时物理模拟被认为是mission impossible 。

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加勒比海盗：世界尽头（2007）中的漩涡效果，由 ILM 的 Frank Lossaso-Petterson 利用斯坦福大学的 PhysBAM 物理模拟引擎完成。 Frank 与本文作者是斯坦福的同研究组同学。
从技术上讲，物理模拟可以划分为流体模拟和形变体模拟两大类。这样的划分不太严格，但形变体模拟，包括弹性体模拟、布料模拟、头发模拟等等，有很多的共同之处。这与流体模拟是不太一样的。这与流体模拟有很大不同。