1、粒子系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生活中，“粒子”是一些非常小的碎片。在游戲系統(tǒng)中，有時(shí)候爆炸，燃燒，煙霧等特殊效果也需要利用粒子來表現(xiàn)。粒子系統(tǒng)就是用于模擬形狀模糊的物體或大量規(guī)則物體的技術(shù)。粒子由大量單獨(dú)運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)構(gòu)成，每一個(gè)單體都可以有自己的運(yùn)動(dòng)方式。粒子在初始時(shí)有一定的隨機(jī)性，但是在粒子系統(tǒng)中，每一個(gè)粒子又要受到約束，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一。粒子系統(tǒng)用最簡(jiǎn)單的單元渲染這些物體，并模擬它們的運(yùn)動(dòng)。在一定時(shí)間內(nèi)粒子生成、運(yùn)動(dòng)、變化、消亡，從而形成一個(gè)系統(tǒng)。粒子簡(jiǎn)介游戲中最常見的粒子效果實(shí)現(xiàn)有爆炸、火焰以及煙霧等多種效果1.爆炸效果粒子可以模擬爆炸中產(chǎn)生的火光，也可以模擬爆炸中碎片飛舞的情景。用兩個(gè)粒子效果進(jìn)行

2、組合分別模擬這兩種現(xiàn)象，可以渲染出逼真的爆炸現(xiàn)象?；鹧嬉话闶褂茂B加的方式進(jìn)行紋理混合，這樣粒子密集的地方會(huì)比較耀眼，火焰上升之后，顏色逐漸變暗。粒子實(shí)現(xiàn)火焰較為容易，配合燃燒物體使用的燒焦紋理，可以達(dá)到很好的效果。2.火焰效果粒子介紹3.煙霧效果對(duì)于大范圍的煙霧，通常使用尺寸大，數(shù)量少的粒子。粒子使用Alpha通道實(shí)現(xiàn)半透明。對(duì)于小范圍的煙霧則可以使用較小的粒子。4.天氣效果粒子模擬雨雪天氣也較為容易。有些粒子系統(tǒng)可以模擬在風(fēng)力作用下的雨雪飛舞的現(xiàn)象，較為復(fù)雜的粒子系統(tǒng)可以模擬雪花落地后的積雪。5.魔法技能特效現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)游戲中技能的視覺效果越來越華麗，很多的游戲都以絢麗豐富的技能特效來吸引玩家

3、。這些施法效果很多都是使用粒子實(shí)現(xiàn)的。粒子系統(tǒng)由大量的粒子組成。每一組粒子具有一組屬性、大小及紋理，可能還需要顏色、透明度、運(yùn)動(dòng)速度、方向、生命周期等屬性。一個(gè)粒子究竟有什么樣的屬性，主要取決于具體的應(yīng)用。粒子屬性的初始值通常隨機(jī)產(chǎn)生。整個(gè)粒子系統(tǒng)是隨時(shí)間不斷更新變化的。設(shè)計(jì)一個(gè)粒子系統(tǒng)，核心內(nèi)容有3部分：1）粒子數(shù)據(jù)管理粒子系統(tǒng)中存在著相當(dāng)數(shù)目的粒子。這些粒子會(huì)隨著時(shí)間的變化從產(chǎn)生到消亡。如何合理的創(chuàng)建和釋放這些資源，在復(fù)雜的粒子系統(tǒng)中一個(gè)重要的技術(shù)就是內(nèi)存池技術(shù)。2）粒子更新粒子系統(tǒng)的更新函數(shù)會(huì)循環(huán)遍歷粒子并對(duì)每個(gè)粒子的屬性進(jìn)行處理。3）粒子的渲染遍歷整個(gè)系統(tǒng)中所有的可見粒子，并把這些粒子

4、繪制到屏幕上。粒子系統(tǒng)基本原理粒子系統(tǒng)是諸多粒子的集合，而且負(fù)責(zé)這些粒子的維護(hù)和顯示工作。粒子系統(tǒng)保存著影響系統(tǒng)中所有的粒子的全局屬性，諸如大小、起始位置、應(yīng)用的紋理等。從功能上來說，粒子系統(tǒng)就是負(fù)責(zé)粒子的更新、顯示、銷毀和創(chuàng)建的系統(tǒng)。 粒子的數(shù)據(jù)組成要構(gòu)建一個(gè)粒子系統(tǒng)，首先必須需要分析粒子系統(tǒng)的屬性數(shù)據(jù)，對(duì)一般的粒子系統(tǒng)而言，一般要包含位置信息、速度、朝向生命周期以及顏色等屬性信息。粒子系統(tǒng)的組成struct CParticle float m_fWidth; /寬度 float m_fHeight; /高度 bool m_bOwnDimension; /是否可控制粒子大小 DWORD m_

5、Color; /當(dāng)前顏色（通常指頂點(diǎn)顏色） VECTOR3 m_vPosition; /位置 VECTOR3 m_vDirection; /方向（有長(zhǎng)度的方向，包含速度） float m_fTimeToLive; /剩余生命 float m_fTotalTimeToLive; /生命周期 float m_fRotation; /當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)弧度 float m_fSpeed; /速度;不同的粒子系統(tǒng)中的粒子有著不同的屬性，然而有一些屬性是共有的。1.0000001.000000 xing1.bmp50000.837758100.0000000.5000001.0000002.0000002.00

6、00000.0000000.0000000.0000000.0000005.000000huiduhuo2.bmp3.8920853.8920852.0943950.5061461 粒子的腳本控制粒子的產(chǎn)生總是遵循一定的規(guī)律，例如，大雪可以認(rèn)為是從某個(gè)較高的平面產(chǎn)生，導(dǎo)彈的尾焰是從導(dǎo)彈尾部的圓形區(qū)域產(chǎn)生，火堆的火焰可以從一個(gè)圓柱形空間生成，噴火龍的火焰可以從一個(gè)點(diǎn)發(fā)射，著火的房子可以從屋頂?shù)木W(wǎng)格模型中生成。發(fā)射率決定了粒子生成的速率，如果發(fā)射率很高，粒子生存周期又很長(zhǎng)，那么渲染一個(gè)粒子系統(tǒng)時(shí)耗費(fèi)的時(shí)間就很多，渲染負(fù)荷就加大導(dǎo)致幀數(shù)急劇降低。通常情況下，粒子系統(tǒng)有一個(gè)粒子數(shù)量上限，當(dāng)粒子數(shù)量超過

7、上限時(shí)就不再生成粒子。粒子發(fā)射器顏色指定了粒子初始的顏色和變化的顏色。粒子的生存期決定了粒子多久后消失并從內(nèi)存中移出。粒子的發(fā)射形體發(fā)射器由于可以用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式描述，類型多樣，可以實(shí)現(xiàn)圓形、球形、矩形、圓錐形、圓柱形甚至是高次曲面。點(diǎn)發(fā)射器代表所有的粒子從一個(gè)點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)一定的規(guī)律（偏移角度）讓粒子產(chǎn)生后開始按指定的方向移動(dòng)粒子在粒子系統(tǒng)中離開發(fā)射器以后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，要受到系統(tǒng)其他數(shù)據(jù)的影響。比如飛舞的雪花會(huì)受到重力場(chǎng)，風(fēng)向等因素的影響。效果器就是粒子系統(tǒng)中影響粒子變化的。 重力場(chǎng)重力場(chǎng)是一種常用的場(chǎng)力，除了那些氣體和質(zhì)量較小的粒子以外，大部分粒子都受到重力場(chǎng)的影響。在物理學(xué)中，重力場(chǎng)中存在衡

8、定的重力加速度g=9.8m/s2，這里的g是“垂直向下”的。物體的位移遵循公式： s=s0+v0t+gt2/2在三維空間中，如果y軸負(fù)方向?yàn)橄蛳隆?個(gè)長(zhǎng)度單位代表1米，那么重力加速度向量為： G=(0,-9.8,0)如果初始位置為S0，速度為V0，那么在重力場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)的物體的位置可以描述為： S=S0+V0t+Gt2/2粒子的控制 紋理切換當(dāng)渲染粒子序列時(shí)，切換紋理對(duì)象幾乎是無法接受的，因?yàn)槊看渭y理切換都會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間、切換紋理的代價(jià)甚至超過渲染粒子本身。但是有的時(shí)候粒子系統(tǒng)必須用到紋理的切換，如果要實(shí)現(xiàn)紋理切換，必須使用同一個(gè)紋理對(duì)象，然后分塊使用。一個(gè)爆炸效果的粒子的幾張紋理存儲(chǔ)在同一張

9、位圖中。當(dāng)用這種方法切換紋理時(shí)，每次只使用紋理中的一部分，然后在更新時(shí)修改紋理坐標(biāo)。內(nèi)存池“池技術(shù)”是為了適應(yīng)資源的頻繁分配、釋放而使用的預(yù)先分配的技術(shù)。這種技術(shù)一次性向系統(tǒng)申請(qǐng)足夠使用的資源，但一開始并不完全使用它們，只是在需要的時(shí)候取出來使用，在使用完畢后歸還給池。這種分配、釋放的方法減少了向系統(tǒng)申請(qǐng)和釋放資源的開銷，使得應(yīng)用程序能夠高效地運(yùn)行，因而這種方法常使用在一些對(duì)效率要求較為苛刻的場(chǎng)合。常用的池技術(shù)有：內(nèi)存池、線程池、連接池等。粒子系統(tǒng)必須高效地管理大量的粒子。粒子會(huì)不斷地產(chǎn)生、消亡，特別是類似于火焰、噴泉之類的粒子系統(tǒng)，粒子發(fā)射率很高，如果在內(nèi)存中不斷地分配和釋放內(nèi)存，將會(huì)耗費(fèi)大

10、量的時(shí)間用于分配和釋放內(nèi)存。因此，通常使用內(nèi)存池或類似的方法降低對(duì)系統(tǒng)資源的額外消耗。粒子系統(tǒng)剛開始產(chǎn)生粒子時(shí)，要為粒子申請(qǐng)內(nèi)存空間；當(dāng)粒子消亡時(shí)，并不直接釋放，而是將內(nèi)存回收，將那些存儲(chǔ)已消失粒子信息的鏈表節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到一個(gè)空閑鏈表中。當(dāng)粒子繼續(xù)產(chǎn)生時(shí)，首先檢查空閑鏈表是否為空，如果有就取出一個(gè)使用，直到這個(gè)列表為空才創(chuàng)建新的粒子對(duì)象。高效粒子繪制內(nèi)存中用于保存粒子信息的鏈表節(jié)點(diǎn)有兩類：活動(dòng)的和空閑的，它們分別形成兩個(gè)鏈表。void CParticleGroup:_LiveOrDead( float fElapsedTime ) CParticle *pParticle = NULL; ParticleActiveList:iterator iCur = m_ActiveParticles.begin(); ParticleActiveList:iterator iEnd = m_ActiveParticles.end(); for( ; iCur != iEnd; ) /遞減m_fTimeToLive，表示還能存活的時(shí)間 pParticle = *iCur; if( pParticle-m_fTimeToLive m_fTimeToLive -= fElapsedTime; /遞減存活時(shí)間 +iCur; /指向下一個(gè)粒子 點(diǎn)精靈的實(shí)現(xiàn)公告板的