温度和浮力
在先前的案例中，我们已经对Catalyst FX的基础制作流程有了一个初 步的了解和认识，我们可以发现烟雾模拟效果的一个最基本的运动特征，就是气体会受到浮力作用后，产生翻滚的动态效果。这里温度（temperature）和浮力（buoyancy）是产生该效果的关键，也是自然界中常见的基本概念，在使用Catalyst FX进行流体效果制作的过程中，温度和浮力的控制，始终是最重要的核心环节，所以本章节为一篇较为理论性的物理背景知识介绍，这里我们首先回顾一下在物理学中有关温度的定义。
温度
在物理学中，温度的单位由开尔文（K） 来表示。而温度的定义，可以从很多角度来解释。这里由于Catalyst FX 是一款气体流体解算器，所以讨论一下气体的温度，我们可以从体积的视角来看温度的定义，即：温度大小直接决定了气体体积的大小，温度和气体体积直接的关系，是线性的。
举个例子，如果在压力不变的前提下，气体的温度升高，那么它的体积也会变大。反之亦然，如果气体的温度减半，也会导致气体的体积减半。
这样也就很容易的得到了绝对零度的定义：随着温度的不断降低，气体的体积也会不断缩小。最后，只要温度足够低，那么理想气体的体积也会降低至 0，而此时的理论温度，就是 -273.15 °C。由于体积为0的情况，在现实物理世界中是不会发生的，所以，绝对零度 0开尔文 （-273.15°C），是一个从数学层面上推导的理论最低温度，实际上温度只会无限逼近这个数值，而不可能达到这个数值。
而这种关于温度和体积之间关系的描述，最早由法国科学家雅克·亚历山大·塞萨尔·查理（Jacques Alexandre César Charles）提出，所以现在在物理学中，温度和体积之间的关系，通常在理想气体的条件下，被描述为查理定律（Charles's Law）
浮力 Buoyancy
在了解了温度和体积之间的关系以后，我们再来了解浮力（Buoyancy）的作用，就很容易理解。
这里我们从日常生活中，最常见的现象油可以浮在水面上这个现象入手进行分析，油之所以可以浮在水面上，是因为油的密度比水低，所以受到了水的浮力，那么同样的原理对于气体来说，高温气体由于体积变大密度降低，从而最终受到了密度大于自己的低温气体的浮力，在同一场景中，高温气体往往相比低温气体更容易获得较大的浮力和翻滚动力。
所以在Catalyst FX 的效果调整中，控制温度（Temperature）是最有效影响流体浮力大小的手段，流体计算的温度场和流体所受到的浮力是正相关的，温度场的数值越高，则代表了给流体提供的浮力越大。
发射温度提高浮力
通过发射器直接发射温度获得浮力，是最常被使用的方法，在我们的发射器参数面板上的 Temperature 场选项，用来控制 temperature 的发射强度，数值越大表示发射器给温度场提供的温度越高，这里我们看一个基于多个发射器制作的爆炸效果对比测试，以便更直观的理解温度对浮力的影响。
如图（上）：当前的爆炸效果一共使用了3个发射器进行燃料和温度的发射来产生最终的爆炸反应效果。发射器（A，B，C）的激活时间先后，存在一定幅度的偏差，用来控制最终的爆炸的效果更有节奏，其中发射器B设置了较高的温度发射数值，用来给整个爆炸的中心区域提供额外的翻滚动力，而发射器A则设置了较低的温度发射效果，用来减弱局部区域的浮力作用强度和翻滚动力，最终使得整个爆炸的外轮廓有较大的整体起伏波动（大形控制）。
而如果当前的案例关闭发射器的温度发射差异调节，使用数值完全相同的温度，燃料发射强度进行模拟时，则会得到整体大形较为平整的效果
如图（上）：左侧为A，B，C发射器设置完全一样的温度发射强度所得到的效果，可以发现爆炸的整体外轮廓过于平整，这会导致画面缺乏节奏和层次，这个时候仅需简单的对A，B，C发射器设置不同的温度发射强度，就可以破坏掉这过于规整的动态效果，产生丰富的动态层次（右）。
温度的衰减
通过设置发射器的温度发射强度，为整个流场提供温度的同时，也提供了浮力，所以减弱温度场的强度，也就可减少流体受到的浮力，在Catalyst FX 中，有2种常用的方式对温度场进行衰减或“降温”，分别是：扩散 Diffusion 和 冷却 Cooling Down 这两个参数在解算器主面板上分别是：Temperature Diffusion 和 Cooling Rate
冷却 Cooling Down
冷却（Cooling Down）指的是温度场随着时间不断衰减的过程，单位是 （百分比/秒），Cooling Down 的默认参数是 0.75，其物理意义是：温度场的数值在一秒钟的时间内衰减 掉当前强度的 75%，以下是冷却参数不同数值的对比效果图
如图（上） ：演示了温度在不同冷却强度下烟雾翻的滚效果，画左为 Cooling Rate 设置为 0，即整个温度场的温度自始至终不进行任何衰减，温度会持续不断的提供烟雾翻滚上升的动力，并永远的向上翻滚下去。画右: 为 Cooling Rate 设置为 0.95的效果 ，通过温度场的切面可视化可以发现，温度场在冷却功能的作用下，影响范围小了很多，并且在一定高度温度降至 0 以后，烟雾则失去翻滚动力不在向上翻滚上升。
扩散 Temperature Diffusion
在物理世界中，温度会在连续介质中进行传播（如：空气，液体，固体）。某一处环境温度的降低，通常是该区域的温度，间接的影响并传播至自己附近的低温区域，最终达到整个区域的一个温度均衡。我们称这种现象为温度的扩散现象。当全局的温度达到均衡的时候，早期局部的高温期将不再存在，也可以理解为一种温度场的冷却现象。
在Catalyst FX 中我们也提供了对温度场的扩散处理，通过参数面板上的 Temperature Diffusion 系数进行控制。
Cooling Down Example : 干冰
干冰是二氧化碳在固态的形式，当它升华（直接从固态变为气态）时，会产生大量的白雾。为了制造舞台上的雾效，干冰被放入热水中，迅速升华产生浓密的冷雾，这种雾会因为比空气冷而在地面附近流动，营造出神秘的气氛。
由于干冰的初始温度极低，刚产生的雾气温度也会相对较低，比环境温度低很多。这也是为什么干冰产生的雾通常会在地面附近流动，因为冷空气比较重，不易上升。随着雾气与环境空气的接触和混合，其温度会逐渐上升，最终趋近于周围的环境温度。
使用Catalyst FX 制作干冰这种效果的时候，我们可以通过设置解算器的冷却率至最大数值，来让发射器发射的烟雾可以在环境中迅速冷却，从而形成烟雾在地面附近流动的效果。
如图（上） ：Cooling Rate 冷却率设置到 0.99 极限状态下的烟雾流动效果，可以发现虽然发射器设置了温度发射，但是由于发射出来的温度会很快冷却至0度，此时烟雾则会失去所有的浮力，最终下沉到地面附近形成堆积。
