1. 粒子系统的基本概念
粒子系统具有构造模糊形状物体的计算模型的方法,这类物体包括一些自然界常见的现象,他们没有固定的形状,没有规则的集合体,外观随着时间发生不确定的变化。
粒子系统要解决的问题是“粒子”存在和运动所遵循的规则以及所受的作用,对粒子的作用可以分为两大类:
1) 宏观作用:粒子作为一个整体所要遵循的规则。可以认为这类规则就是物体所受作用均匀分布到每一个粒子上。
2) 微观作用:对物体而言,这种作用是不存在的。但是对单个粒子就应该考虑这类作用。
2. 基本原理
1) 粒子系统主要有以下几个部分组成:
a. 物质粒子组成假设。粒子系统中,把运动模糊的物体看做有限的具有确定属性的流动粒子所组成的集合,这些粒子以连续离散的方式充满他的空间,并不断的运动。
b. 粒子的独立性假设。粒子系统中各个粒子不予其他物体相交,并且是不可穿透的。
c. 粒子的属性假设。如质量,空间位置,外观(颜色,亮度),生存(生命期),运动(速度,加速度)。其汇总的速度,位置,颜色,亮度可以随着时间不短发生变化。
d. 粒子的生命机制:具有生命周期,在一定的时间周期内,粒子经过新生、活动和消亡3个基本生命历程。
e. 粒子的运动机制。粒子在存活周期期间始终是按照一定的方式运动的。
f. 粒子绘制算法
2) 粒子系统主要有以下几个部分组成:
粒子具有一定的生命周期,在每一时刻只有其中的一部分是“生存”的,在绝大多数建模和粒子系统中要引进“随机处理方法”,在计算每一帧时,要进行一下的处理步骤:
a. 在这一帧中,要诞生新的粒子
b. 为每一个诞生的粒子分配初始特性,如颜色,位置,初始速度和大小。
c. 遍历粒子,将所有的到达生命周期的粒子除去
d. 对保留的粒子根据运动规则进行运动计算,并对其他参数根据控制原理进行更新。
e. 渲染粒子。
3) 粒子的产生:
a. 粒子产生的空间
b. 粒子产生的时间以及数量
c. 粒子的数量,图形真实度,以及系统实时性能之间的关系示意图
4) 粒子的属性
a. 空间位置属性
b. 外观属性
c. 运动属性
5) 粒子的运动状态
6) 粒子的消亡
7) 粒子的渲染
a. 点粒子的绘制
b. 面粒子的绘制为了显示更多的空间信息
c. 线性粒子的绘制
d. 随即形状粒子的绘制