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龙图腾网获悉上海交通大学申请的专利基于三维高斯的真实流体重建演化方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119762640B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411914507.8，技术领域涉及：G06T13/60；该发明授权基于三维高斯的真实流体重建演化方法及系统是由陈前;杨旭波设计研发完成，并于2024-12-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于三维高斯的真实流体重建演化方法及系统在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于三维高斯的真实流体重建演化方法及系统，包括：流体视频重建模块、衔接模块以及流体仿真模块；流体视频重建模块采集和制作流体烟雾数据，对流体烟雾数据使用基于三维高斯和物理约束的方法重建，获得烟雾动态场景；衔接模块使用可微仿真的方法学习高斯粒子涡度，得到仿真初始涡度；流体仿真模块使用网格方法填充重建的烟雾中的高斯粒子，得到重构后的高斯粒子，根据仿真初始涡度进行物理仿真，得到仿真图片并通过大模型修正，得到烟雾流体重建结果。本发明能够快速、完整地重建动态流体并且提供进一步物理演化的能力，使重建结果具有更好的物理保真度，具有高度产业价值。

本发明授权基于三维高斯的真实流体重建演化方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于三维高斯的真实流体重建演化方法，其特征在于，包括： 步骤S1：采集和制作流体烟雾数据； 步骤S2：对流体烟雾数据使用基于三维高斯和物理约束的方法重建，获得烟雾动态场景； 步骤S3：利用烟雾动态场景使用可微仿真的方法学习高斯粒子涡度，得到仿真初始涡度； 步骤S4：使用网格方法填充重建的烟雾中的高斯粒子，得到重构后的高斯粒子； 步骤S5：根据仿真初始涡度对重构后的高斯粒子进行物理仿真，得到仿真图片； 步骤S6：使用大模型修正仿真图片，得到烟雾流体重建结果； 所述步骤S1包括： 步骤S1.1：选取ScalarFlow烟雾数据集提供的采用摄影技术捕捉到的真实烟雾物理数据，包括烟雾的速度场和密度场，场使用OpenVDB库把NPZ格式数据的密度场转换为VDB格式的烟雾； 步骤S1.2：使用Blender搭建动态场景处理VDB格式的烟雾，设置光源和摄像机； 步骤S1.3：通过球形环绕的方式在球形区域从不同角度采用动态烟雾渲染成图片，同时输出摄像机的位姿，得到高斯粒子位置的三维坐标； 步骤S1.4：对每一张图片设置对应的时间戳，时间戳均匀采样范围在0至1之间，输出烟雾数据； 所述步骤S2包括： 步骤S2.1：读入烟雾数据，采用四维高斯中6平面的时空编码器编码三维坐标和时间戳，把四维数据划分成6个二维平面； 步骤S2.2：采用多头形变解码器输出位置形变和缩放形变的变量修正值，根据烟雾数据中的三维坐标和时间戳变量值得到最终粒子位置和时间的变量值； 步骤S2.3：采用基于速度场的物理约束作为图像L1损失和总变分损失，共同训练最终粒子位置和时间、时空编码器中的HexPlane特征平面、MLP特征融合和多头形变解码器； 步骤S2.4：训练完成后通过GS渲染方法获得图像烟雾数据组成视频，获得烟雾动态场景； 所述步骤S3包括： 步骤S3.1：设置倒数第N帧高斯粒子的初始涡量变量； 步骤S3.2：采用涡方法使用Biot-Savart公式从涡量计算后续N-1帧得到速度 其中，ux表示x位置处的速度场； ωi表示第i个高斯粒子的涡量； Γi表示第i个高斯粒子的涡量强度； x-xi表示x位置与第i个高斯粒子之间的距离； 步骤S3.3：使用计算得到的速度采用RK3公式对流高斯粒子，k1＝uxnΔt＝ftn,xnΔt，k3＝uxn-k1+2k2Δt＝ftn+Δt,xn-k1+2k2Δt， 其中，tn表示当前时间步； Δt表示时间的步长； xn表示已知位置； f表示关于时间t和物理量x的函数； k1表示时间段开始时的斜率； k2、k3分别表示时间段中点采用斜率k1、k2决定的斜率； xn+1表示下个时间步的位置； 步骤S3.4：根据对流后的高斯粒子渲染后续N-1帧得到后续渲染图像进行监督训练，可微仿真优化初始涡量，获得优化后的涡量； 步骤S3.5：通过监督训练，采用优化后的涡量及后续渲染图像优化倒数第N帧的涡量，得到仿真初始涡量。

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