Насолоджуйтесь дощовою погодою: краплі падають, б'ються об поверхню і утворюють кола у калюжах. Симуляція використовує реальну фізику розбризкування та дифракції хвиль на воді.
Краплі дощу прискорюються під дією гравітації. При ударі об поверхню відбувається сплеск, а кільцеві хвилі розбігаються від точки падіння. Хвилі підпорядковуються рівнянню хвиль і затухають через в'язкість поверхні.
Регулюйте інтенсивність дощу, розмір краплі, в'язкість поверхні. Спробуйте різні поверхні (скло, пісок, вода). Натисніть «Шторм» для повного злива.
Дощова крапля досягає максимальної швидкості близько 9 м/с (для великих крапель). Повітряний опір обмежує швидкість падіння — через що великі краплі набувають характерної сплюснутої форми, а не кулі.
Ця симуляція моделює дощ як систему часток: кожна крапля — незалежна частка, яка прискорюється під дією гравітації та зміщується вбік під впливом регульованого вектора вітру. Коли крапля досягає мокрої землі, вона зникає і породжує кільце хвилі, що розширюється, а також короткочасний фонтан бризок, тоді як хмарні пасма дрейфують небом, а опційна напівколова веселка довершує картину. Чотири погодні режими — легкий дощ, гроза, мряка та сонячний дощ — змінюють кількість крапель, вітер, темність хмар і колір неба.
Реальні опади підпорядковуються законам гідродинаміки та аеродинаміки: крапля, що падає, досягає граничної швидкості (близько 9 метрів за секунду для типової краплі діаметром 2 мм), при якій опір повітря врівноважує гравітацію, а поверхневий натяг утримує малі краплі майже сферичними, а не у формі сльози. Кільцеві хвилі відтворюють кругові поверхневі коливання, а веселка передає кут заломлення й відбиття у 42 градуси, при якому сонячне світло розкладається на кольори. Ті самі техніки часток і зіткнень застосовують для погодних ефектів у відеоіграх, кіновізуальних ефектах і наукових візуалізаціях опадів.
Що показує симуляція «Дощ та Калюжі»?
Вона показує краплі дощу, що падають під дією гравітації та вітру, розбризкуючись у калюжах і утворюючи кільцеві хвилі, що розширюються, з дрейфуючими хмарами й опційною веселкою. Можна перемикатися між режимами дощу, грози, мряки та сонячного дощу.
Чи справді краплі дощу мають форму сльози?
Ні. Малі краплі дощу майже ідеально сферичні завдяки поверхневому натягу. Більші краплі (понад приблизно 2 мм) сплющуються у форму, схожу на булочку для гамбургера, через опір повітря, а дуже великі краплі розпадаються — жодна з них не виглядає як класична загострена сльоза.
Наскільки насправді швидко падає дощ?
Крапля прискорюється, поки опір повітря не врівноважить гравітацію, досягаючи граничної швидкості. Типова крапля дощу діаметром 2 мм падає зі швидкістю приблизно 9 метрів за секунду, тоді як крихітні краплі мряки падають значно повільніше, приблизно 1-2 метри за секунду.
Кожна крапля — це частка з позицією та швидкістю. Гравітація додається до її вертикальної швидкості щокадру, вітер додається до її горизонтальної швидкості, а коли вона перетинає лінію землі, її видаляють і замінюють кільцем хвилі та частками бризок.
Коли крапля вдаряється об поверхню води, вона порушує її в одній точці, і це порушення поширюється назовні рівномірно в усіх напрямках у вигляді кругової поверхневої хвилі — тому видиме кільце розширюється, водночас згасаючи, точнісінько як справжні кола на калюжі.
Веселка проявляється лише в режимі «сонячний дощ», відтворюючи те, як справжній веселці потрібні і сонячне світло, і дощ, що падає. Справжні веселки утворюються, коли світло заломлюється, входячи в краплю, відбивається всередині і знову заломлюється, виходячи назовні, розділяючи кольори під кутом близько 42 градусів.
Дощ — це рівномірний помірний злив, гроза має густі швидкі краплі із сильним вітром і темними хмарами, мряка має рідкі повільні краплинки, а сонячний дощ поєднує легкий дощ із яскравим небом і веселкою. Кожен режим змінює кількість крапель, вітер і кольори.
Так. Клацання по небу викликає додатковий сплеск крапель, а клацання по землі створює миттєве кільце хвилі та бризки. Також можна перетягувати повзунки інтенсивності й вітру, щоб точно налаштувати шторм.
Ні — Земля безперервно переробляє ту саму воду через кругообіг води в природі. Дощ випаровується, конденсується у хмари й знову випадає, тож вода в краплі дощу може мати мільйони років і вже випадала незліченну кількість разів раніше.
Це демонструє граничну швидкість, гравітацію та опір, поверхневі хвилі, кругообіг води й оптику веселок — усе через систему часток у реальному часі, подібну до тих, що застосовують для погодних ефектів у відеоіграх і фільмах.