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2015-11-17 代表校长开除你 集智俱乐部
作者简介：
章彦博：中科大大三物理系学生，集智活跃分子，对复杂系统感兴趣，喜欢扯淡。
《三体》水滴攻击地球CG渲染图
今天绘制的“水滴攻击地球”效果图，使用三维建模技术，构建了水滴的形象。
开始时发布在微博上，不少人说这个水滴“太胖了”，这里做一些解释，我个人对水滴的理解。
首先，水滴的外观印象，一定要是“安静的”，让人能感觉“那是三体世界送来的礼物”； 其次，“它在无尽的虚空之中滴落”，我不想让它看起来是在一个引力场中，被空气阻力和引力拉成“长条形”，那不是我想要表达的“空”、“静”之水滴。
【作品展示】
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创作日期：2015年1月
下面两幅图，是“热成像图”，如果地球人使用热成像技术观测它的话，得到的是这样的图像：
发了这个水滴，有的说“形状不对”，有的说“尾部被截去了，觉得不太对”，或言其明暗交界太过生硬。
其实对于这些我都是有过详细考量的，只不过没有在前一贴中细说，这里就不管那么多，直接来个“科普文”了。
首先，是“水滴”的形状它是“水滴”，不是雨滴。低速雨滴的形态一般为球体，或为椭球体，其非“水滴”。如果列出方程求解其形态，得到的也几乎就是球体：
上图是使用 Mathematica 计算雨滴形态的过程，若以此来构建“水滴”的形象，实在是可笑。而“水滴”则不同，这里认为“水滴”当为水在一平面上“欲落未落”之时之形象，故其尾部不可能是尖的。再次，若尾部是尖的，那尖端的曲率将无穷大，其附加压强p=s(1/r1+1/r2)将为无穷大，这是不存在的，也就是说，水滴尾部不可能是尖的。〔这里可能会为了追求一些艺术效果，将水滴制成尖的〕
具体水滴的形态，可以由数值计算给出，如果是近似模拟的话，这个函数给出的形状非常接近真实水滴：
其二维形态如图：
由Mathematica直接构建的三维水滴模型如此：
之前有网友说我的水滴画得“太胖了”，这样看来的确如此，这里会修改。
其次是表面材质的问题，有朋友问“为什么上边是黑色的？”这是因为书中设定的“无漫反射”，“反射率为1”，在没有漫射的条件下，其顶部映出宇宙空间的“黑色”，下部映出地球变形的图像。至于有人说“明暗交界线”太过明显，这完全是没有考虑其材质漫射属性的结论。
平常的物体，总会有一定的“漫射”，从而产生一个“虚化”的明暗交界线，这里的水滴不存在这种情况，当然不会有普通的明暗交界线。
后边附上修改后的水滴图像，也希望对拍摄《三体》的游族影业有所帮助：
对于其形象的任何疑问，欢迎回帖交流。
最后附上模拟水滴的 Wolfram Language 源代码〔图由 Mathematia 、SketchUp 、Thea Studio 联合建模绘制〕：
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