Procedural Fluid Simulators：Blender 程序化流体模拟系统

Procedural Fluid Simulators 是一套基于 Geometry Nodes 与 Simulation Nodes 技术构建的全程序化流体模拟工具集，专为 Blender 3.6 至 4.4 版本打造。该工具突破了传统流体模拟器对复杂缓存和物理引擎的依赖，采用节点驱动的方式实现对任意表面（包括网格、曲线与网格曲面）上的流体行为进行高度可控的模拟。

它支持多种求解器类型（Fast 与 Exact）、多种边界条件（Open、Wrap、Solid）以及自定义拓扑结构（三角形、四边形），并通过 六个力场节点（Forces Nodes） 提供对流体运动的精确控制。配合新增的 Fluid Particle Advector（粒子随动模块），用户可以轻松创建动态粒子效果，使粒子自然地跟随流体运动轨迹，广泛适用于动态图形设计（Motion Graphics）与视觉特效（VFX）项目。

技术细节

🌊 流体模拟核心架构（Fluid Simulation Core）

Procedural Fluid Simulators 采用 Simulation Nodes 与 Geometry Nodes 联合驱动的节点式架构，通过字段化（Field-based）工作流实现完全非破坏性、可参数化的流体模拟流程。其核心优势包括：

• 实时反馈与交互编辑；
• 支持多分辨率模拟与性能优化；
• 可嵌入任意 Geometry Node Tree 进行扩展；
• 高度模块化，便于二次开发与自定义逻辑集成。

这一架构使得艺术家无需深入编程即可实现复杂的流体行为，并能随时调整模拟参数以获得理想结果。

🧮 求解器与边界控制（Solver Types & Boundary Handling）

Procedural Fluid Simulators 提供两种求解器模式：

• Fast Solver（快速求解器）：适用于低开销、实时预览场景，适合概念阶段或快速原型制作；
• Exact Solver（精确求解器）：提供更高精度的流体动力学计算，适用于最终渲染输出。

同时支持三种边界类型：

• Open（开放边界）：允许流体自由流出边界区域；
• Wrap（环绕边界）：实现流体在边界处循环流动；
• Solid（实体边界 / 墙壁）：用于模拟真实碰撞反应，如障碍物阻挡流体前进。

这些设置可通过属性字段（Attribute Fields）灵活控制，实现局部边界条件定制。

💧 粘性和涡旋控制（Viscosity & Vorticity）

为了增强流体的真实感，该系统引入了粘性（Viscosity）与涡旋（Vorticity）控制机制：

• Viscosity：控制流体的流动性，数值越高，流体越“浓稠”，例如蜂蜜或熔岩；
• Vorticity：控制流体中的湍流与旋转效应，提升视觉动态表现。

这两个参数均支持字段化控制，意味着你可以根据位置、颜色或其他属性动态调整流体行为。

⚡ 动态颜色与速度响应（Dynamic Color & Velocity）

Procedural Fluid Simulators 支持流体对碰撞物体（Mesh、Curve）的动态响应，具体表现为：

• 颜色变化（Color Response）：当流体与不同材质的物体接触时，自动改变颜色；
• 速度扰动（Velocity Reaction）：碰撞后流体方向与速度发生变化，增强互动感。

这一特性非常适合用于液体泼溅、墨水扩散等需要高度交互性的视觉效果。

🔋 粒子随动系统（Fluid Particle Advector）

全新升级的 Fluid Particle Advector 插件模块 允许你在流体表面生成并控制粒子系统。主要功能包括：

• 多种发射模式（Emission Modes）：连续、脉冲、基于事件等多种方式；
• 动态密度控制（Particle Density）：根据流体状态调整粒子数量；
• 生命周期管理（Lifetime Control）：设定粒子存活时间，模拟蒸发、消散等效果；
• 阻尼因子（Damping Factor）：调节粒子惯性与流体同步程度；
• 外部与自我碰撞（Collision Handling）：确保粒子不会穿透其他几何体或自身；
• 实例化几何体（Instancing）：将任意模型作为粒子实例化，丰富视觉层次。

此模块支持与所有类型的流体模拟器无缝连接，是实现泡沫、飞溅、烟尘等次级效果的理想选择。

🎚️ 场景化控制与高级设置（Field-based Settings）

整个流体模拟流程均可通过字段化参数进行精细控制，例如：

• 使用顶点颜色或纹理贴图影响流体厚度；
• 利用曲线路径引导流体走向；
• 设置自定义矢量场（Custom Vector Field）来影响流体运动；
• 启用自定义时间步长（Custom Time Step）加速或减慢模拟过程；
• 启用新加入的 Fast Vorticity 模式，更高效地生成漩涡效果；
• 通过 Material Panel 直接指定材质输入，避免手动赋值；
• 使用 Set Collider Color 节点 控制碰撞后流体的颜色变化。

这种高度参数化的设计让用户能够在一个统一界面中完成从基础模拟到风格化呈现的全流程操作。

📦 缓存与烘焙支持（Baking Support）

Blender 3.6 以上版本已原生支持 Simulation Nodes 的缓存功能。使用 Procedural Fluid Simulators 时，只需：

1. 选中包含 Simulation Nodes 的对象；
2. 打开 Physics 标签页；
3. 在 Simulation Nodes 区域点击 Bake 按钮；
4. 缓存文件将自动保存在项目目录下。

这一机制极大提升了模拟稳定性与重复调用效率，特别适合长时间动画与团队协作项目。