Direct3D粒子系统.DOC

基于Direct3D技术的粒子系统   专业 网络工程 作品名称 3D粒子系统 班级 姓名 指导教师 年 月日  摘 要 粒子系统特效是游戏的常用技术，对于现今的3D游戏时代来说，3D粒子系统更加是必不可少。例如，魔兽世界、Aion、剑侠情缘等等都大量的使用了3D粒子特效技术。本文是主要介绍基于DirectX技术制作的3D粒子特效。  关键词 粒子系统,雪,火焰,喷泉Abstract Particle system effects is common technology in the game,in the current era of 3D games,3D Particle is essential more.For example,World of Warcraft,Aion,Swordsman Food of Love and so are a lot of use of a 3D Particle effects technology.This article is mainly bassed on DirectX technology introduced produced 3D paticle effects. KEY WORDS Particle System;Snow;Fire;Fountain前言 在科技时代的今天，计算机模拟真实世界已经在各领域广泛的应用(如游戏，电影，军事战场模拟等)，这种模拟技术我们称之为虚拟技术。在逼真的模拟效果和巨大的经济效益的前提下，虚拟技术更加受人青睐。在虚拟现实系统中，营造的虚拟环境是它的核心内容，而营造虚拟的环境中更是少不了自然现象的模拟。自然现象(如云，水，火，烟雾等)都是不规则的模糊物体，要对其进行模拟，一些科技人员就提出了用粒子来构成不规则物体的理论，我们称之为粒子系统。粒子系统现今比较普遍使用的两种技术分别是DirectX和OpenGL,这两只技术各有长短，而本文主要是介绍基于DirectX技术下的粒子系统。这设计是我一个学期的努力成果，文章中会叙述到我从构思到实际设计的全过程，对每一种效果都有所讲解，在指导老师的提点下，我尽量对文章和设计进行了完善，如有不足之处，恳请赐教与指正。 目录 第一章 绪论 1 1.1粒子系统介绍 1 1.2使用DirectX设计的原因 2 1.3 Direct 3D概述 2 1.4开发环境介绍 3 第二章 初步设计分析 4 2.1软件预定雏形 4 2.2程序设计构想 4 2.3初定模块 5 第三章 粒子系统设计 6 3.1窗口设计 6 3.2 Direct3D初始化 6 3.3 Direct3D所用组件加载 6 3.4粒子系统核心设计分析 6 3.4.1运动粒子场景介绍 9 3.4.2雪花飘落和火焰场景介绍 11 3.4.3泡泡效果场景介绍 12 3.4.4喷泉场景介绍 13 第四章 系统优化 14 第五章 结论 15 第六章 总结 15 绪论 1.1粒子系统介绍 粒子系统表示三维计算机图形学中模拟一些特定的模糊现象的技术，而这些现象用其它传统的渲染技术难以实现的真实感的 game physics。经常使用粒子系统模拟的现象有火、爆炸、烟、水流、火花、落叶、云、雾、雪、尘、流星尾迹或者象发光轨迹这样的抽象视觉效果等等。通常粒子系统在三维空间中的位置与运动是由发射器控制的。发射器主要由一组粒子行为参数以及在三维空间中的位置所表示。粒子行为参数可以包括粒子生成速度（即单位时间粒子生成的数目）、粒子初始速度向量（例如什么时候向什么方向运动）、粒子寿命（经过多长时间粒子湮灭）、粒子颜色、在粒子生命周期中的变化以及其它参数等等。使用大概值而不是绝对值的模糊参数占据全部或者绝大部分是很正常的，一些参数定义了中心值以及允许的变化。 典型的粒子系统更新循环可以划分为两个不同的阶段：参数更新/模拟阶段以及渲染阶段。每个循环执行每一帧动画。 模拟阶段：在这个阶段，系统根据生成速度以及更新间隔计算新粒子的数目，每个粒子根据发射器的位置及给定的生成区域在三维空间位置生成，并且根据发射器的参数初始化每个粒子的速度、颜色、生命周期等等参数。然后检查每个粒子是否已经超出生命周期，一旦超出就将这些粒子剔除模拟阶段，否则就根据物理模拟更改粒子的位置与特性，这些物理模拟可能象将速度加到当前位置或者调整速度抵消摩擦这样简单，也可能象将外力考虑进取计算正确的物理抛射轨迹那样复杂。另外，经常需要检查与特殊三维物体的碰撞以使粒子从障碍物弹回。由于粒子之间的碰撞计算量很大并且对于大多数模拟来说没有必要，所以很少使用粒子之间的碰撞。每个粒子系统都有用于其中每个粒子的特定规则，通常这些规则涉及到粒子生命周期的插值过程。例如，许多粒子系统在粒子生