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フルード・シミュレーションとは?

ふるーどしみゅれーしょん

ルード・シミュレーションとは、水・炎・煙・粉塵などの流体の動きをコンピューターで物理計算し、CGとして再現する技術です。

ルード・シミュレーション(Fluid Simulation)とは、水・油・炎・煙・霧・血液・粉塵など流体(fluid)の挙動を、流体力学の方程式(主にナビエ・ストークス方程式)に基づいてコンピューターで計算し、CGとして可視化する技術です。VFX(視覚効果)や3DCGアニメーション、ゲーム開発などで欠かせない分野となっています。

流体シミュレーションの手法には大きく分けて二種類があります。

  • グリッドベース(Euler法):空間を格子状に分割して各セルの流速・密度を計算する手法。煙・炎など気体の表現に向く
  • パーティクルベース(SPH法など):流体を多数の粒子として扱い各粒子間の力を計算する手法。水の表面や液体の飛び散りに向く

現代のVFXでは、波が岩に砕ける海面、爆発後に広がる炎と煙、魔法の光線が炸裂する映像など、フルードシミュレーションがリアリティの根幹を担っています。代表的なソフトウェアとして、HoudiniのFLIPSolver、BlenderのMantaflow、RealFlowなどがあります。

ゲームエンジンではリアルタイム制約のため完全なシミュレーションではなく近似計算や事前ベイク(計算済みデータ)が使われることが多いですが、ハードウェアの進化により、リアルタイムでの高精度流体表現も実現されつつあります。

使い方・例文

映画のシーンで巨大な波が街を飲み込む映像や、キャラクターが炎の中を走るシーンなどは、フルード・シミュレーションによってリアルな流体の動きが計算・描画されています。

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