物理精确的火焰渲染提示
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物理精确的火焰渲染提示 一个基于物理学的全面提示,用于生成逼真的火灾场景,涵盖火焰颜色、光照、阴影和羽流行为,并带有严格约束。
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2x2网格,16:9,AI推断不同主体:未知量 T_soot = 火焰温度;p_f, scale = 火焰位置与大小;Q̇ = 热释放率;燃料床
规律
白炽发光 发光区 = 烟灰作为灰体发光:
约900K暗红·约1200K橙色·约1500K黄白
蓝色不是黑体辐射 - 它是CH*/C₂*化学发光 ⇒ 仅预混/贫燃
⇒ 黄色火焰按定义含烟灰 ⇒ 它会留下污渍,且淬灭时冒烟
浮力 羽流沿ĝ反方向上升;卷吸空气 ⇒ 随高度变宽(约15°半角)
火焰高度H ∝ Q̇^{2/5};脉动频率f ≈ 1.5·D^{−1/2} Hz
在顶棚下方羽流转向并分层为下降层
辐射测量 火焰照亮:E(x) ≈ Q̇_rad·(n̂·r̂)/4πr²,近场扩展源软化
⇒ 每个投射阴影从p_f辐射;半影随遮挡物到接收面距离增大而变宽
⇒ 其投射的光与火焰自身发光区具有相同色度
气体光学 火焰是半透明发射体积:无硬轮廓,无自阴影;
其前方物体呈现为暗轮廓,绝无相反情况
守恒 燃料 → 挥发物 + 烟灰 + CO₂/H₂O + 热量。火焰需要附着燃料床和空气路径;
含烟灰黄色发光与完全洁净无烟环境不能共存。
过度确定 2个未知量(T_soot, p_f)被7次恢复 ⇒ 5个冗余等式
T̂_flame(发光区色度) T̂_cast(附近表面光色) T̂_height(H与Q̇、燃料关系)
p̂_shadow(每个投射方向反投影至单一原点) p̂_falloff(平方反比梯度)
p̂_spec(光泽物体上的高光位置) p̂_penumbra(柔和度与间隙关系)
诚实 一个火焰解释其自身颜色、每个受照表面的颜色与衰减、每个阴影方向与柔和度、羽流及烟灰记录
禁止 熊熊火焰而其周围环境由中性或日光平衡环境光照明;
投射阴影不源自火焰,或指向火焰;
火焰渲染为暖色而火光渲染为冷/中性;
火焰具有清晰不透明边缘,或投射自身阴影;
蓝色预混火焰从实木上升起;
羽流既不增宽也不上升,或忽略顶棚而不分层;
火焰漂浮无任何燃料床。
用法
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