目录

一，介绍

二，原理

三，PBD算法

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一，介绍

        Vellum是一个解算模拟框架，使用更高级的PBD（XPBD，extended position based dynamics），是2nd Order Integration（传统的PBD使用的是1nd Order Integration），不像PBD子步和迭代次数的刚性依赖（迭代越多越硬）；由于Vellum Solver需对约束重复计算，为提高效率并行计算，引入Graph Color技术；Grain是使用PBD来模拟沙子或颗粒物的；

        可被用于创建许多不同的东西，包括cloth、hair、softbodies、balloons、及grains；基于位置方法的主要优势，是其可控、稳定、快速生成可信结果；GPU友好对于并行约束解算，特别是使用graph color（Breaking Frequency会re-color）；

        Constraint Iteration约束迭代，对于高刚性和高精度使用更高的约束迭代，提高子步效果更好但也更贵；Collision Iteration碰撞迭代，关联到detangle节点，在约束迭代间穿插执行；Smooth Iteration平滑迭代，默认约束迭代使用Gauss-Seidel方法快速收敛，对于不可能的配置（如无限刚性和0.5倍的restlength）等无法完全收敛的则使用Jacobi方法更慢的收敛来分散错误；

        每个vellum类型均可相互交互，即可直接将各个类型的发射源合并（merge）起来，还可使用POP Force，POP Stream等；通常cloth使用三角面；

几种类型的柔体：

• Cloth + Pressure，vellum configure balloon
• Cloth + Structs，vellum configure struct softbody
• Distance along edges + Tetrahedral volume
• Tet Conform + Tetrahedral Stretch，vellum configure Tetrahedral softbody

对布线不均的模型，应remesh使对象均匀布线，以为后续解算，最后在用解算的对象驱动原模型；

二，原理

        本质上是点（有碰撞半径的球）及约束组成，PBD是一个动态系统，试图一个点一个点地relax约束和碰撞，只有再足够高的迭代次数下才会产生合理的结果；

        有三种类型的约束：Distance/Length/Stretch 保持点间的距离（可认为是线性弹簧），Rotational/Bend 保持面间的角度（可认为是旋转弹簧），Volume 保持几何体的体积（tetrahedron）； 在实际应用中，可以是其中一种或多种的组合；

三，PBD算法

• 循环所有粒子，根据力及速度，计算新位置； 
• 循环所有约束，修正新位置； 
• 循环所有粒子，根据最终的位置和起始位置，更新速度

迭代iteration和子步sub-steps

【文献导读】XPBD: Position-Based Simulation of Compliant Constrained Dynamics_beidou111的博客-CSDN博客

【物理模拟】PBD算法详解-CSDN博客