粒子系统:粒子生成

Question

我有一个系统，可以从源生成粒子并更新它们的位置。目前，我已经用OpenGL编写了一个程序，它调用我的GenerateParticles(...)和UpdateParticles(...)并显示我的输出。我希望我的系统具有的一个功能是能够每秒生成n粒子。在我的GenerateParticles(...)和UpdateParticles(...)函数中，我接受两个重要的参数：current_time和delta_time。在UpdateParticles(...)中，我根据以下公式更新粒子的位置：new_pos = curr_pos + delta_time*particle_vector。如何使用这些参数和全局变量(或其他机制)每秒生成n粒子？

Answer 1

您需要小心，创建粒子的天真方式将使您为较低的n值创建分数粒子(可能不是您想要的)。相反，创建一个累加器变量，该变量将在每一帧中与您的delta_time值相加。每个帧检查它以查看需要创建该帧的粒子数，并减去适当的量：

void GenerateParticles(double delta_time) {
  accumulator += delta_time;
  while (accumulator > 1.0 / particles_per_second) {
    CreateParticle(...);
    accumulator -= 1.0 / particles_per_second;
  }  
}

确保你设置了一些限制，这样如果时间增量很大，你就不会一下子创建一百万个粒子。

Answer 2

在一帧中发射的粒子数可以通过以下方法计算：

double n = delta_time * frequency
int i = (int)n;
f = n - i;

基本上，您可以发射i粒子。

可以为后面的帧累加小数部分f。当它累积大于1时，可以发射整数个粒子：

f_sum += f;
if (f_sum > 1.0) {
    int j = (int)f_sum;
    f_sum -= j;
    i += j;
}

然而，下面是关于粒子分数的另一个有趣的解决方案。

通过使用伪随机数生成器(PRNG)，我们可以使用它来确定是否应该发射粒子：

if (f >= r()) // Assumes r() is a PRNG generating a random value in [0, 1) 
    i++;

当频率随时间变化时，这种方法很有用。它消除了存储额外变量的需要。

这种方法的另一个好处是，粒子系统看起来不那么均匀。例如，如果频率为1.5，增量时间为1，则使用第一种方法，帧将发出1，2，1，2，...粒子。第二种方法可以打破这种模式。

此外，您可以使用modf()来提取浮点数的整数和小数部分。

Answer 3

您只需在GenerateParticles中创建n * delta_time粒子。