Simulation Controlling Method for Generating Desired Water Caustics

「Simulation Controlling Method for Generating Desired Water Caustics」

*Kenta Suzuki, **Makoto Fujisawa, **Masahiko Mikawa

*Institute of Advanced Media Arts and Sciences, **University of Tsukuba


In this study, we present a method for controlling the surface shape of transparent liquids that generate caustics due to luminance distribution of an arbitrary image. Our method consists of the process of caustics design and the process of liquid surface control. While designing caustics, an arbitrary grayscale image is treated as the input image and the surface shape of transparent liquid that generates caustics is calculated based on the luminance distribution of that input image. We utilize the Poisson’s equation to obtain a continuous liquid surface. A driving force based on the current height field and the target height field is introduced as the external force. This force that configures the current liquid surface into the target shape in the previous process is calculated and the change in the water surface and the caustics due to this force is verified using fluid simulation.



* 情報科学芸術大学院大学、** 筑波大学


本論文では、任意の画像の輝度分布に従う集光模様を生成する透明な液体の表面形状を制御する手法を提案する。本手法は、集光模様を設計する過程と液体表面を制御する過程で構成される。集光模様の設計では、任意のグレースケール画像を入力画像として扱い、集光模様を生成する透明な液体の表面形状を、その入力画像の輝度分布に基づいて計算する。連続な液体表面を求めるため、ポアソン方程式を用いる。液体表面の制御では、現在のハイトフィールドと目標となるハイトフィールドに基づくDriving Forceを外力として導入する。この力は、現在の液体表面を以前の過程で求められた目的となる形状に近づける力である。液体表面とそれによって生成される集光模様を流体シミュレーションによって確認する。

Kenta Suzuki

It is a personal web page of Kenta Suzuki.


  • 1000 / 1000