粒子系统的学习

我会带着你远行 2022-08-13 12:44 168阅读 0赞

本文转自：http://goldlion.blog.51cto.com/4127613/767801

直接使用工具来感受一下粒子系统的强大威力吧。

网络上有很多粒子编辑器，大多数都是收费的。magicalsoft提供了一个免费的粒子编辑器（该工具目前只有mac版本），界面如下：

[![135559263.png][]][135559263.png]

我们将针对这个编辑器来讲解粒子系统。其他的和这个功能差不多。

第一部分：为什么要有粒子系统？

粒子系统在游戏中被大量的应用于游戏特效，能够极大的提高游戏的画面观感。

使用帧动画也可以实现特效效果。但是缺点也很明显：

1.画面效果弱

2.细节不自然

3.修改不方便

以前，手机性能不强的时候，使用粒子系统是非常蛋疼的。现在手机硬件配置和软件支持（OpenGL）的大幅度强化，让强大的粒子系统有了展示的机会。

第二部分：粒子系统生命周期

粒子一旦诞生都要经历完整的生命周期:

[![135620606.png][]][135620606.png]

首先，从粒子池中获取一个粒子，

然后计算赋予初始属性后，发射他。

在粒子飞行过程中，不断的刷新来修正他的属性。

粒子死亡后，回归粒子池。

第三部分：粒子相关属性

Variance 浮动值：表示随机上下浮动的修正值，实际值由原始值\+浮动值组成，例如Lifespan=5，Lifespan Variance=1 那么随机出来的结果就是4～6

[![141203273.png][]][141203273.png][![141203332.png][]][141203332.png]

第四部分：发射器相关属性

发射器有两种，一种是重力发射器（用于实现在重力条件下的粒子运动），另一种是放射发射器（用于实现在无重力下的粒子运动）。

[![141241738.png][]][141241738.png][![141241196.png][]][141241196.png]

第五部分：OpenGL混合

\#1神马是混合？

混合就是把两种颜色混在一起。具体一点，就是把某一像素位置原来的颜色和将要画上去的颜色，通过某种方式混在一起，从而实现特殊的效果。

假设我们需要绘制这样一个场景：透过红色的玻璃去看绿色的物体，那么可以先绘制绿色的物体，再绘制红色玻璃。在绘制红色玻璃的时候，利用“混合”功能，把将要绘制上去的红色和原来的绿色进行混合，于是得到一种新的颜色，看上去就好像玻璃是半透明的。

\#2混合中的术语

前面我们已经提到，混合需要把原来的颜色和将要画上去的颜色找出来，经过某种方式处理后得到一种新的颜色。这里把将要画上去的颜色称为“源颜色”，如上例中的红色；把原来的颜色称为“目标颜色”，如上例中的绿色。

OpenGL会把源颜色和目标颜色各自取出，并乘以一个系数（源颜色乘以的系数称为“源因子”，目标颜色乘以的系数称为“目标因子”），然后相加，这样就得到了新的颜色。（也可以不是相加，新版本的OpenGL可以设置运算方式，包括加、减、取两者中较大的、取两者中较小的、逻辑运算等，但我们这里为了简单起见，不讨论这个了）

\#3混合公式

下面用数学公式来表达一下这个运算方式。假设源颜色的四个分量（指红色，绿色，蓝色，alpha值）是(Rs, Gs, Bs, As)，目标颜色的四个分量是(Rd, Gd, Bd, Ad)，又设源因子为(Sr, Sg, Sb, Sa)，目标因子为(Dr, Dg, Db, Da)。则混合产生的新颜色可以表示为：

(Rs\*Sr+Rd\*Dr, Gs\*Sg+Gd\*Dg, Bs\*Sb+Bd\*Db, As\*Sa+Ad\*Da)

当然了，如果颜色的某一分量超过了1.0，则它会被自动截取为1.0，不需要考虑越界的问题。

\#4各种混合因子

在OpenGL中，源因子和目标因子是可以通过glBlendFunc函数来进行设置的。glBlendFunc有两个参数，前者表示源因子，后者表示目标因子。这两个参数可以是多种值，下面介绍比较常用的几种。

GL\_ZERO： 表示使用0.0作为因子，实际上相当于不使用这种颜色参与混合运算。

GL\_ONE： 表示使用1.0作为因子，实际上相当于完全的使用了这种颜色参与混合运算。

GL\_SRC\_ALPHA：表示使用源颜色的alpha值来作为因子。

GL\_DST\_ALPHA：表示使用目标颜色的alpha值来作为因子。

GL\_ONE\_MINUS\_SRC\_ALPHA：表示用1.0减去源颜色的alpha值来作为因子。

GL\_ONE\_MINUS\_DST\_ALPHA：表示用1.0减去目标颜色的alpha值来作为因子。

除此以外，还有GL\_SRC\_COLOR（把源颜色的四个分量分别作为因子的四个分量）、GL\_ONE\_MINUS\_SRC\_COLOR、GL\_DST\_COLOR、GL\_ONE\_MINUS\_DST\_COLOR等，前两个在OpenGL旧版本中只能用于设置目标因子，后两个在OpenGL旧版本中只能用于设置源因子。新版本的OpenGL则没有这个限制，并且支持新的GL\_CONST\_COLOR（设定一种常数颜色，将其四个分量分别作为因子的四个分量）、GL\_ONE\_MINUS\_CONST\_COLOR、GL\_CONST\_ALPHA、GL\_ONE\_MINUS\_CONST\_ALPHA。另外还有GL\_SRC\_ALPHA\_SATURATE。新版本的OpenGL还允许颜色的alpha值和RGB值采用不同的混合因子。但这些都不是我们现在所需要了解的。毕竟这还是入门教材，不需要整得太复杂~

举例来说：

如果设置了glBlendFunc(GL\_ONE, GL\_ZERO);，则表示完全使用源颜色，完全不使用目标颜色，因此画面效果和不使用混合的时候一致（当然效率可能会低一点点）。如果没有设置源因子和目标因子，则默认情况就是这样的设置。

如果设置了glBlendFunc(GL\_ZERO, GL\_ONE);，则表示完全不使用源颜色，因此无论你想画什么，最后都不会被画上去了。（但这并不是说这样设置就没有用，有些时候可能有特殊用途）

如果设置了glBlendFunc(GL\_SRC\_ALPHA, GL\_ONE\_MINUS\_SRC\_ALPHA);，则表示源颜色乘以自身的alpha值，目标颜色乘以1.0减去源颜色的alpha值，这样一来，源颜色的alpha值越大，则产生的新颜色中源颜色所占比例就越大，而目标颜色所占比例则减小。这种情况下，我们可以简单的将源颜色的alpha值理解为“不透明度”。这也是混合时最常用的方式。

如果设置了glBlendFunc(GL\_ONE, GL\_ONE);，则表示完全使用源颜色和目标颜色，最终的颜色实际上就是两种颜色的简单相加。例如红色(1, 0, 0)和绿色(0, 1, 0)相加得到(1, 1, 0)，结果为黄色。

注意：

所谓源颜色和目标颜色，是跟绘制的顺序有关的。假如先绘制了一个红色的物体，再在其上绘制绿色的物体。则绿色是源颜色，红色是目标颜色。如果顺序反过来，则红色就是源颜色，绿色才是目标颜色。在绘制时，应该注意顺序，使得绘制的源颜色与设置的源因子对应，目标颜色与设置的目标因子对应。不要被混乱的顺序搞晕了。

\#5混合举例

glBlendFunc(GL\_ONE, GL\_ZERO)

[![140010998.png][]][140010998.png]

glBlendFunc(GL\_SRC\_ALPHA, GL\_ONE\_MINUS\_SRC\_ALPHA)

[![140010789.png][]][140010789.png]

glBlendFunc(GL\_ONE, GL\_ONE)

[![140010674.png][]][140010674.png]

第六部分：纹理Texture

如果没有贴图的话,所有粒子将会是单调的色块。在当前这个工具中，只需要点击Texture区域即可添加贴图。粒子的贴图没有具体限制，可以是灰度图，也可以是一张具体的图片。但要小于64x64pixel

第七部分：绘制粒子的代码

绘制粒子的代码非常简单，由于magicalsoft的粒子编辑器，不能导出缺省的Texture。所以我准备了现成的meteor.plist和meteor.png。

将这两个导入到xcode中的resource里，然后在当前Scene中添加如下代码：

CCParticleSystem *meteor=CCParticleSystemQuad::particleWithFile("meteor.plist");  
         
        meteor->setPosition(ccp(size.width/2,size.height/2));  
         
        this->addChild(meteor);

运行效果：

[![135726206.png][]][135726206.png]

参考文献：

《cocos2d Game Develop》第九章 粒子系统

知易Cocos2D-iPhone 游戏开发教程007 粒子系统

OPENGL混合(ZZ)：[http://hi.baidu.com/asky007/blog/item/1f8bcded3da7dd4979f0555e.html][http_hi.baidu.com_asky007_blog_item_1f8bcded3da7dd4979f0555e.html]

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