UK 
EnglishТипова
Polski🧱 Руйнування твердих тіл
Voronoi-руйнування скла, бетону, льоду, кераміки, металу та дерева. Клацніть — об'єкт розлетиться на уламки.
Схожі симуляції
Про симуляцію руйнування за Вороним
Ця інтерактивна 2D-симуляція демонструє крихке руйнування за допомогою теселяції Вороного — тієї самої геометричної техніки, що живить ефекти руйнування у фільмах і відеоіграх. Коли ви клацаєте по об'єкту, на ньому розсіюються випадкові точки-зерна (зі зміщенням у бік точки удару), а діаграма Вороного розбиває форму на одну клітинку на кожне зерно, обрізаючи її напівплощинами. Кожна клітинка миттєво стає незалежним жорстким уламком з власною масою, швидкістю та обертанням, що летить назовні від точки удару, перш ніж перекидатися, відскакувати від стін і осідати під дією гравітації. Ви можете обирати форму об'єкта, матеріал, кількість уламків, силу удару, гравітацію та коефіцієнт відновлення.
Симуляція моделює шість матеріалів — скло, бетон, лід, кераміку, метал і дерево — кожен з власним кольором, блиском і пружністю, відображаючи те, як різні реальні матеріали розлітаються на шматки. Крихке руйнування — це основна тема в матеріалознавстві та інженерії, де розуміння зародження й поширення тріщин є необхідним для проєктування безпечних конструкцій, транспортних засобів і броні. Хоча реальні матеріали ламаються вздовж меж зерен і кристалічних площин, а не математичних клітинок, руйнування на основі Вороного переконливо передає візуально правдоподібний результат, тому воно стало стандартним інструментом у комп'ютерній графіці та візуальних ефектах після популяризації на початку 2000-х.
Поширені запитання
Що таке діаграма Вороного?
Діаграма Вороного поділяє простір на області навколо набору точок-зерен так, що кожне місце належить області свого найближчого зерна. Формально, клітинка зерна sᵢ — це кожна точка, ближча до sᵢ, ніж до будь-якого іншого зерна. У цій симуляції кожна клітинка Вороного стає одним уламком руйнування, тому щільніші зерна дають менші фрагменти.
Що таке крихке руйнування?
Крихке руйнування — це коли матеріал ламається раптово з незначною пластичною деформацією або без неї, тріскаючись, а не згинаючись. Скло, кераміка та лід — класичні крихкі матеріали: напруга накопичується, доки не утвориться тріщина, яка з великою швидкістю пронизує матеріал, розбиваючи його на шматки — саме таку поведінку відтворює ця симуляція.
Чим різні матеріали поводяться по-різному?
Кожен матеріал має власний колір, прозорість, блиск і коефіцієнт відновлення. Уламки скла та льоду напівпрозорі й пружні; бетон і дерево непрозорі, тьмяні й майже не відскакують; метал відбиває світло та пружний. Ці відмінності відтворюють те, як реальні матеріали виглядають і наскільки енергійно розлітаються їхні уламки під ударом.
Як уламки розлітаються після удару?
Кожен уламок відштовхується назовні від точки удару зі швидкістю, що спадає з відстанню, за формулою v = F · 120 / (d + 30), де F — налаштування сили удару, а d — відстань уламка від місця удару. Ближчі уламки летять швидше, додається поштовх вгору, а кожен уламок отримує випадкове обертання, щоб поле уламків виглядало природно.
Що контролює повзунок клітинок Вороного?
Він задає, скільки точок-зерен розсіюється по об'єкту, а отже, на скільки уламків він розлітиться. Мала кількість дає кілька великих шматків, як грубий злам бетону, тоді як велика кількість дає багато дрібних осколків, як дрібно розбите скло.
Що роблять гравітація та коефіцієнт відновлення?
Гравітація контролює, наскільки сильно уламки тягне вниз, коли вони падають, тоді як коефіцієнт відновлення задає, наскільки пружно вони поводяться, вдаряючись об підлогу чи стіни — нульове відновлення означає, що вони зупиняються миттєво, а високе значення змушує їх енергійно відскакувати. Разом вони формують те, як розлітаються й осідають уламки.
Чи справді реальні матеріали руйнуються так, як за Вороним?
Не зовсім. Реальні матеріали руйнуються вздовж меж зерен, кристалічних площин і наявних дефектів, підпорядковуючись полям напруги та в'язкості руйнування. Руйнування за Вороним — це геометричне наближення, що дає переконливі, швидкі результати, тому воно домінує в графіці реального часу, а не в точному інженерному аналізі, де натомість використовують методи скінченних елементів.
Чому механіка руйнування важлива в інженерії?
Розуміння того, як і коли матеріали тріскаються, критично важливе для безпеки. Інженери використовують механіку руйнування, щоб передбачити, чи переросте дефект у крилі літака, мосту чи посудині під тиском у катастрофічне пошкодження, і щоб проєктувати матеріали й конструкції, стійкі до розтріскування — ця галузь виникла з досліджень крихких руйнувань, як-от кораблі типу «Ліберті» часів Другої світової війни.
Для чого потрібна кнопка «Вибух»?
Тоді як клацання розбиває один об'єкт у точці удару, кнопка «Вибух» детонує всі об'єкти на сцені одночасно з центру. Це найшвидший спосіб побачити, як усе поле об'єктів розлітається на уламки, і він добре поєднується з пресетом «Ланцюгова реакція».
Хто винайшов діаграми Вороного?
Вони названі на честь математика Георгія Вороного, який формалізував їх 1908 року, хоча ця концепція з'явилася раніше. Знаменито, лікар Джон Сноу використав ту саму геометрію найближчого сусіда 1854 року, щоб простежити спалах холери в Лондоні до однієї забрудненої водяної помпи — та сама геометрія, що тепер розбиває скло на екрані.