作者：（加拿大）JosStam（尤士丹）
页数：228
出版社：电子工业出版社
出版日期：2017
ISBN：9787121343728
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
流体模拟是在现代计算机游戏开发中生成逼真流体动画的计算机图形技术。本书解读了并不需要高深物理或数学知识就能开发丰富视觉的流体动画技术，讲述了如何通过计算机代码以有趣的方式创建如水、烟雾、火焰和爆炸等效果的流体动画。书中介绍了驱动流体动画技术发展的众多概念，以及流体计算的历史背景，涵盖了许多研究领域，包括稳定的流体模拟、曲面流和流的控制。对有抱负的程序员来说，本书很好适合作为学习流体动画程序开发的起点。
作者简介
尤士丹（Jos Stam）获多伦多大学博士学位，曾任欧特克（Autodesk）公司高级研究科学家。其研究跨越了计算机图形学的几个方面：自然现象模拟、基于物理的模拟与渲染、曲面造型（特别是细分曲面技术）。在上述领域他有多篇论文发表于SIGGRAPH年会。他于2005年获SIGGRAPH计算机图形成就奖，并两次赢得美国电影艺术与科学学院奖（俗称奥斯卡奖）的技术成就奖。
叶军涛
于2005年获加拿大西安大略大学博士学位，后从事Xbox 360平台的游戏引擎开发。2008年回国供职于中国科学院自动化所至今，从事计算机图形学的研究，包括基于物理的布料和流体动画、虚拟人动画、用深度学习方法进行虚拟服装的生成等。联系方式：yejuntao@gmail.com。
杨旭波
浙江大学博士毕业，曾在德国Fraunhofer研究所、新加坡国立大学、美国北卡大学教堂山分校工作，现为上海交通大学软件学院教授，研究兴趣为虚拟现实、计算机图形学和人机交互，近期在结合机器学习研究流体动画和增强现实。联系方式：xubo.yang@gmail.com。
相关资料
Jos Stam的工作既基于他对流体动力学的深入理解，又根据艺术再现的需要对模型做出了恰当的简化，从而能方便地真实再现一大批灵动飘逸的流体运动。本书对他多年来在流体仿真方面的工作做了系统的阐述，避免了过于理论化的数学描述，把一个在图形学中难以实现的、原创的流体动画技术通俗完整地呈现给读者。——马颂德中国科学院自动化所研究员，科技部原副部长 Jos Stam博士的流体动画艺术将物理/数学计算生成的艺术变成可交互控制的具有高度真实感的视觉享受，是工业应用的典范。该书对大众读者来说是难得的读物，对专业读者来说也是难得的好书。全书并未追求数学的严谨与系统，却将流体动画的生成原理与物理/数学基础描述得相当清楚。初学者在学习那些满是公式的数理教科书之前首先来读一读该书，一定会受益匪浅。——吴恩华中国科学院软件所研究员，澳门大学教授 Jos Stam把高深莫测的流体计算拉下“神坛”，让其返璞归真，这源于他对数学方法的透彻理解。针对计算机动画的现实需求，他能如此有创意地设计出轻便的求解方案，甚至能在苹果手机上实现实时流体模拟计算。这本书不但在描述和解释问题时充满了这样的创意，也有不少充满哲理和体现Jos特有幽默的语句。——陈宝权北京大学教授，杰青、长江学者，ACM Siggraph Asia 2014大会主席
本书特色
流体模拟是在现代计算机游戏开发中生成逼真流体动画的计算机图形技术。本书解读了并不需要高深物理或数学知识就能开发丰富视觉特效的流体动画技术，讲述了如何通过计算机代码以有趣的方式创建如水、烟雾、火焰和爆炸等效果的流体动画。 书中介绍了驱动流体动画技术发展的众多概念，以及流体计算的历史背景，涵盖了许多研究领域，包括稳定的流体模拟、曲面流和流的控制。对有抱负的程序员来说，本书非常适合作为学习流体动画程序开发的起点。
目录
第2章 观察、方程和数 …………………………………………… 9
2.1 河狸、穴居人和火 …………….. 9
2.2 从洞穴到古希腊：阿基米德、金冠和奖牌 ………. 10
2.3 长卷发的数学家、深渊和喷枪 ……………………….. 13
第3章 牛顿-欧拉方程和纳维-斯托克斯方程 …………… 27
3.1 列昂纳多 …………………………. 27
3.2 欧拉和连续性 ………………….. 28
3.3 不可压缩性、连续性、亥姆霍兹和霍吉理论 …… 35
3.4 欧拉和流体运动 ………………. 38
3.5 牛顿和黏度 ……………………… 43
3.6 纳维和斯托克斯以及他们的方程…………………….. 51
3.7 边界、边界、边界、边界还是边界…………………. 55
第4章 早期的计算流体动力学 …. 63
第5章 柯尔莫戈洛夫和湍流 ……. 71
第6章 流体动画导论 ……………… 76
6.1 虫子 ….. 77
6.2 栅格 ….. 81
6.3 沿栅格移动的虫子 …………… 84
6.4 半拉格朗日法 ………………….. 85
6.5 质点栅格法（PIC） …………. 89
第７章 插曲 …………………………… 91
7.1 插曲一：线性方程组 ……….. 92
7.2 插曲二：线性方程组的通解 …………………………… 97
7.3 插曲三：循环矩阵与傅里叶变换…………………… 103
7.4 插曲四：线性方程组的数值解 ……………………… 110
第8章 一个简单的流体求解器 .. 122
8.1 数学恐怖片：算子分裂 ….. 125
8.2 请给代码 ……………………….. 126
8.2.1 移动的密度 …………. 129
8.2.2 改变自身运动的流体：非线性 …………… 135
8.3 在甜甜圈上爬行的虫子、傅里叶变换和约60行的C代码 ………………. 140
8.4 四维湍流向量场和湍流 ….. 151
8.5 装饰流体 ……………………….. 153
第9章 能处理流体的微小计算机 ………………………….. 158
第10章 能处理流体的智能手机 162
第11章 Fluid FX: Autodesk Fluid的2.0版本 ………… 166
第12章 展示时间！MAYA流体的特效 …………………. 168
第13章 任意曲面上的流体 ……. 174
第14章 控制狂！如何使流体听我们指挥 ………………. 178
14.1 二维炮弹射击 …………….. 180
14.2 计算机优化器 …………….. 182
14.3 自动微分、伴随和返回优化器的路径 ……….. 190
第15章 真实实验、计算机实验和验证 ………………….. 195
15.1 球体产生的阻力 …………. 195
15.2 球体后面的涡旋流动、管内波状流动、平板间的羽状湍流 ………. 197
15.2.1 实验一：球体后面的涡旋流动 ……… 198
15.2.2 实验二：管内波状流动 ………………… 199
15.2.3 实验三：平板间的羽状湍流 …………. 200
第16章 后记（让我们停止吧） 202
