🌊 Pola przepływu
3000 cząstek kreśli pole wektorowe szumu Perlina zmieniające się w czasie. Przełączaj palety Ocean, Van Gogh, Fire i Mono; reguluj skalę szumu, prędkość i zanikanie śladów. Inspirowane „Gwiaździstą nocą”.
O symulacji Pola przepływu
To pole przepływu w czasie rzeczywistym, w którym 3000 cząstek dryfuje przez niewidzialne pole wektorowe, którego kierunek w każdym punkcie wyznacza szum Perlina. Symulacja próbkuje płynną funkcję szumu 3D na siatce 20-pikselowych komórek, zamienia każdą próbkę na kąt i co klatkę kieruje każdą cząstkę zgodnie z lokalnym kątem. Ponieważ trzecia oś szumu powoli przesuwa się wraz z czasem, całe pole delikatnie wiruje i przeorganizowuje się, tworząc turbulentne, przypominające pociągnięcia pędzla rzeki koloru kojarzone ze sztuką generatywną.
🔬 Co przedstawia
Dwuwymiarowe pole przepływu oparte na szumie. Ulepszony szum Perlina (Ken Perlin, 2002) jest obliczany jako noise(c·scale, r·scale, t) dla każdej komórki siatki i mapowany na kąt kierunku; cząstki przesuwają się w tym kierunku ze stałą prędkością, pozostawiając zanikające ślady. Powoli rosnąca współrzędna czasu sprawia, że pole animuje się w sposób ciągły, zamiast pozostawać statyczne.
🎮 Jak korzystać
Palette przełącza schemat kolorów i tło (Ocean, Van Gogh, Fire, Mono). Noise Scale (Sparse, Normal, Dense) ustala, jak ciasno zmienia się pole. Speed (Slow, Normal, Fast) kontroluje długość kroku cząstki. Trails (Long, Medium, Short) ustala, jak szybko zanikają stare smugi. „New Field” losuje nowe ziarno i odradza wszystkie cząstki; „Pause” zamraża animację.
💡 Czy wiesz, że?
Ken Perlin wynalazł szum Perlina w 1983 roku na potrzeby filmu Tron i otrzymał za niego nagrodę Akademii Filmowej w 1997 roku. Użyta tutaj „ulepszona” wersja z 2002 roku zastępuje pierwotne odwołania do gradientów stałym zestawem kierunków gradientu oraz gładszą krzywą zanikania, eliminując widoczne artefakty siatki.
Najczęściej zadawane pytania
Czym jest pole przepływu?
Pole przepływu przypisuje kierunek (a czasem prędkość) każdemu punktowi w przestrzeni. Tutaj każda komórka siatki przechowuje kąt, a cząstki po prostu podążają za kątem, nad którym akurat się znajdują. Śledzenie wielu cząstek w polu ujawnia jego strukturę jako płynące, przypominające rzeki smugi.
Jak symulacja decyduje, w którą stronę poruszają się cząstki?
Dla każdej 20-pikselowej komórki obliczana jest wartość szumu Perlina w tym miejscu i w bieżącym czasie, którą następnie skaluje się na kąt. Cząstka odczytuje kąt komórki, nad którą się znajduje, i przesuwa się o cos(kąt) oraz sin(kąt) pomnożone przez prędkość, dzięki czemu sąsiednie cząstki podążają niemal identycznymi, płynnie zmieniającymi się ścieżkami.
Co dokładnie zmieniają suwaki Noise Scale i Speed?
Noise Scale zmienia częstotliwość próbkowania szumu (mniej więcej 0,0014, 0,0028 lub 0,0056 na piksel): rzadkie ustawienia dają szerokie, rozległe prądy, a gęste — ciasne, zawiłe wiry. Speed zmienia, jak daleko przesuwa się każda cząstka w jednej klatce, mniej więcej od 1,3 do 4,5 piksela.
Czy to fizycznie dokładny przepływ płynu?
Niezupełnie. To wizualnie przekonujące przybliżenie, a nie rozwiązanie równań Naviera-Stokesa. Prawdziwe płyny zachowują masę i pęd, natomiast to pole jest wyłącznie funkcją szumu i nie jest bezźródłowe (nie ma zerowej dywergencji), więc oddaje wygląd turbulencji bez symulowania leżącej u jej podstaw fizyki.
Dlaczego wzory wciąż powoli się zmieniają, zamiast stać w miejscu?
Szum jest próbkowany w trzech wymiarach, a trzecia współrzędna jest powiązana z licznikiem czasu zwiększającym się co klatkę. Powolne przesuwanie się wzdłuż tej trzeciej osi przypomina przekrój płynnie zmieniającej się tekstury 3D, dzięki czemu pole nieustannie się przekształca. Naciśnięcie Pause zatrzymuje licznik czasu i zamraża bieżące pole.