DBMによる落雷のシミュレーション(3)

動画(mp4)形式にすることが出来ました。
雷がゆっくり落ちていくバージョンと、一本一本の雷が落ち切った瞬間だけを切り取って集めた“電撃が太くなっていく”バージョンの2つです。
今後はこれを使って何か別のものを作ろうと思います。

DBMによる落雷のシミュレーション(2)

雷を連続で落とし、後続のが先行のに影響を受ける“ダンシング”までシミュレーションしました。アニメやゲームに出てくる雷撃にかなり近いグラフィックになっています。但し、画像においては単純に画像を重ね描きしています。XNAで作成したので、動画を公開出来るかは定かでありません。取り敢えずこれで分かったことは“アニメやゲームの電撃は、一発に見えていても、物理的整合性から考えると、実は連射している”ことではないでしょうか。

DBMによる落雷のシミュレーション

DBM(dielectric breakdown model)によって落雷を計算し、簡単に可視化しました。DBMのアルゴリズムは簡単には次のようになります。

Step0 空間を格子に分割し、地面を高電位、雷の発射点を低電位に設定します。これらは境界条件になります。
Step1 各点の電位をラプラス方程式(∇^2)V=0を解いて求めます。
Step2 雷の既に通った格子に接している格子から一つを、電位のη乗に関するルーレット選択で選び、その点に雷が進みます。その点の電位は0となり、以後境界条件として扱います。
Step3 雷が地面に到達すればそこで計算終了。そうでなければStep1に戻ります。

このシミュレーション結果の一例は以下のようになります。

次の改良として①可視化の美麗化②連続で雷を落とし、“ダンシング”を再現、の2つを考えています。

参考文献(出所となる雑誌がどこか忘れてしまったので、不完全)
T.Kim., M.C.Lin. : Physically Based Animation and Reffering of Lightning