Bifröst 模拟和场景比例

Bifröst 模拟的许多方面都取决于为场景建模所依照的比例。根据场景中对象的大小，有几个设置可能需要进行调整。

特别地，Bifröst 不考虑“设置”(Settings)首选项的“工作单位”(Working Units)组中的“线性”(Linear)值。此首选项只会影响位置值和特定属性（例如，多边形球体的“半径”(Radius)在界面中的显示方式，特别是，它实际上不会更改任何对象的大小。

相反，当“线性”(Linear)工作单位的默认值设置为“厘米”(centimeter)时，Bifröst 属性的默认值基于以下假设：1 个可见栅格单位等于 1 米。如果将线性工作单位更改为“米”(meter)，则 Bifröst 将栅格单位视为 100 米；如果更改为“毫米”(millimeter)，则 Bifröst 将栅格单位视为 0.1 米。

真实世界单位和比例

Bifröst 基于实际可测量数量（如速度和密度）的真实世界单位。这样可以在不同场景比例和帧速率中获得真实的、可预测的结果。

默认属性值主要使用 SI 单位，即国际单位制或 Système international。例如：

• 默认的“重力幅值”(Gravity Magnitude)是 9.8，它近似于因重力产生的加速度（以 m/s² 为单位）。
• 液体的默认“密度”(Density)是 1000.0，它近似于水在标准环境温度和压力下的密度（以 kg/m³ 为单位）。
• 液体的默认“曲面张力”(Surface Tension)是 0.072，它近似于水在标准环境温度和压力下的曲面张力（以 N/m 或 kg/s² 为单位）。
• 液体的默认“粘度”(Viscosity)是 0.0，该设置将禁用粘度计算，以避免不必要的计算。水的实际动态粘度是 0.001 Pa·s（相当于 kg/(m·s)，有时称为 Poiseuille，缩写为 PI），该值太小以致无法产生明显差异（除了比例极小且速度极慢时以外）。

温度是一个例外，不使用 SI 单位进行输入。以摄氏度为单位输入值，尽管在内部使用开氏度，并且如果在视口中显示“温度”(Temperature)通道的数值，则可以看到以开氏度为单位的值。aero 模拟的默认环境温度是 20.0，约等于以 °C 为单位的室温。

如果按照 1 厘米 = 1 米的比例对场景建模，则应该调整其中的一些值。例如，如果按照 1 厘米 = 1 厘米的比例对场景建模，则应将“重力幅值”(Gravity Magnitude)更改为 980.0 (9.8 m/s² = 980.0 cm/s²)。此外，还应将“密度”(Density)更改为水的 0.001 (1000.0 kg/m³ = 0.001 kg/cm³)。在这种情况下，您无需更改“曲面张力”(Surface Tension)，因为单位与长度无关（但与质量相关）。

但是，在按 1 厘米 = 1 厘米的比例对场景建模的特定情况下，使用 cgs 单位制可能更为简单。如果分别使用 cgs 单位 cm 和 g/cm³ 表示距离和密度，则曲面张力和粘度将自动分别以 cgs 单位 dyn/cm（相当于 g/s²）和泊（P 或 g/(cm·s)）表示。这是因为对于 cgs 和 SI，基本单位与派生单位之间的关系相同。在这种情况下，“重力幅值”(Gravity Magnitude)同样应为 980.0，对于水，“密度”(Density)应为 1.0，“曲面张力”(Surface Tension)应为 72.0。

实际上，您可以根据需要使用任何单位。只要采用一致方式使用相同的基本单位（如长度和质量）和派生单位（如速度、加速、密度、曲面张力和粘度）的适当值，则模拟结果应当会接近实际情况。

另一种方法是将比例保持为 1 厘米 = 1.0 米，并在使物理属性保持其默认值的同时对特别大或特别小的对象建模。在这种情况下，可能需要调整摄影机的剪裁平面以导航和查看结果。

小比例的特殊考虑事项

以小比例模拟时有一些特殊的注意事项，因为高速度相对于涉及的小距离和体素大小。

特殊情况下，可能需要增大“时间步”(Time Stepping)和“传输步”(Transport Stepping)设置（请参见 Bifröst 自适应属性）。在一些情况下，可能还需要增大场景的帧速率以模拟高速摄影机。

在极小的比例（如单个水滴）下，存在可能需要进行的其他调整。“曲面张力”(Surface Tension)不会始终提供精确的结果（即便使用多个时间步），因此使用非物理的精确值可虚设更逼真的结果。在一些情况下，同时减小“重力幅值”(Gravity Magnitude)也可能更有效。

请记住，还可以取消激活诸如漩涡和水滴之类的对象，以避免在这些比例下生成无差异结果的计算。