Система Частиц

Часть 1:Основы

Немало природных явлений представляет собой совокупность небольших частиц, ведущих себя одинаковым образом (например, отдельные снежинки снегопада, искры фейерверка и дымовые следы от снарядов). Для моделирования таких явлений используются системы частиц.

В нашей системе частиц мы будем использовать точечный спрайт. Почему точечный спрайт, а не billboard например. Да потому что для billboard’а нужно 4 точки, а для точечного спрайта одну!

Для описания точеного спрайта мы будем использовать следующий формат:

С++

struct Particle

{

     D3DXVECTOR3  _v;

     D3DCOLOR     _color;

     static const DWORD FVF;

};

const DWORD Particle::FVF = D3DFVF_XYZ | D3DFVF_DIFFUSE;

Delphi

const

 FVF = D3DFVF_XYZ or D3DFVF_DIFFUSE;

type

 PParticle = ^TParticle;

 TParticle = packed record

  v: TD3DXVector3;

  color: TD3DColor;

 end;

 PParticleArray = ^TParticleArray;

 TParticleArray = array [0..0] of TParticle;

В структуре просто хранится местоположение и цвет. Также мы можем добавить размер PSIZE, но обайдемся без него т.к. размер частиц у нас будет одинаковый.

Итак, приступим к написанию компонента частиц.

Хотя  различные системы частиц ведут себя по разному, мы можем выделить общее между всеми частиц.

C++

class PSystem

{

public:

     PSystem();

     virtual ~PSystem();

     virtual bool init(IDirect3DDevice9* device);

     virtual void reset();

     virtual void resetParticle(Attribute* attribute) = 0;

     virtual void addParticle();

     virtual void update(float timeDelta) = 0;

     virtual void render();

     virtual void loadtexturefromfile(char* texFileName);

protected:

     virtual void removeDeadParticles();

protected:

     IDirect3DDevice9*       _device;

     D3DXVECTOR3             _origin;

     d3d::BoundingBox        _boundingBox;

     float                   _emitRate;

     float                   _size;

     IDirect3DTexture9*      _tex;

     IDirect3DVertexBuffer9* _vb;

     std::list<Attribute>    _particles;

     int                     _maxParticles;

     DWORD _vbSize;

     DWORD _vbOffset;

     DWORD _vbBatchSize;

};

Delphi

TBoundingBox=record

min,max:d3dvector;

end;

PSystem=class

  private

   FDevice:IDirect3DDevice9

   FOrigin:D3DVector;

   FBoundingBox:TBoundingBox;

   FEmitRate:single;

   FSize:single;

   FTex:TEngineTexture;

   FVB:IDirect3DVertexBuffer9;

   FMaxParticles:integer;

   FParticle:PAttribute;

   vbSize:DWord;

   vbOffset:DWord;

   vbBatchSize:DWord;

  public

   function Init(device:IDirect3DDevice9):HResult;

   procedure ResetParticle(p:PAttribute);virtual;abstract;

   procedure Update(dt:single);virtual;abstract;

   procedure Reset;

   procedure AddParticle;

   procedure RemoveDeadParticles;

   property Particle:PAttribute read FParticle write FParticle;

   property Origin:d3dvector read FOrigin write FOrigin;

   property BB:TBoundingBox read  FBoundingBox write FBoundingBox;

   property Size:single read FSize write FSize;

   property Texture:TEngineTexture read FTex write FTex;

   function Render:HResult;virtual;

   property Effect:ID3DXEffect read FEffect write FEffect;

   procedure LoadTextureFromFile(filename:string);

 end;

Итак,

origin – местоположение системы

boundingBox – ограничивающий систему BB;

emitRate – частота добавления частиц(частицы в секунду)

size – размер частицы

tex - текстура

particles – в случае для C++ я использую маркер, в Delphi же использую просто одну частицу с чайлдом.

maxParticles – максимальное число частиц

vbSize – кол-во частиц, которое может поместиться в вертексный буфер

vbOffset – кол-во обработанных частиц

vbBatchSize – кол-во обрабатываемых частиц за один проход

init – инициализация

resetParticle – процедура сброса одной частицы к стандартным настройкам

addParticle – добавление частицы

update - процедура обновления данных всех частиц

render – процедура прорисовки всех частиц

removeDeadParticles – удаление мертвых частиц

Частица имеет следующий вид:

C++

struct Attribute

{

     D3DXVECTOR3 _position;

     D3DXVECTOR3 _velocity;

     D3DXVECTOR3 _acceleration;

     float       _lifeTime;

     float       _age;

     D3DXCOLOR  _color;

     D3DXCOLOR  _colorFade;

     bool       _isAlive;

};

Delphi

PAttribute=^Attribute;

Attribute=record

  _position:D3DVector;

  _velocity:D3DVector;

  _acceleration:D3DVector;

  _lifeTime:single;

  _age:single;

  _color:D3DCOLOR;

  _colorFade:D3DCOLOR;

  _isAlive:boolean;

  _next:PAttribute;

end

position – позиция частицы

velocity – скорость частицы

acceleration – ускорение частицы

lifetime – время жизни частицы

age – кол-во времени, которое живет частица

color – цвет частицы

colorFade - как цвет частицы меняется с течением времени

isAlive – жива ли частица?

для Delphi

next – чайлд

Описание базовых функций системы частиц:

Init:

C++

void PSystem::init(IDirect3DDevice9* device);)

{

 _devoce = device;

 device->CreateVertexBuffer(

       _vbSize * sizeof(Particle),

       D3DUSAGE_DYNAMIC | D3DUSAGE_POINTS | D3DUSAGE_WRITEONLY,

       Particle::FVF,

       D3DPOOL_DEFAULT,

       &_vb,

       0);

   }

Delphi

function PSystem.Init(device:IDirect3DDevice9):HResult;

begin

FDevice:= device;

Result:=FDevice.CreateVertexBuffer( vbSize * sizeof(TParticle),

       D3DUSAGE_DYNAMIC or D3DUSAGE_POINTS or D3DUSAGE_WRITEONLY,

       FVF, D3DPOOL_DEFAULT, FVB, 0);

end;

Reset:

C++

void PSystem::reset()

{

     std::list<Attribute>::iterator i;

     for(i = _particles.begin(); i != _particles.end(); i++)

     {

          resetParticle(&(*i));

     }

}

Delphi

procedure PSystem.Reset;

var

 i:integer;

 m_particle:PAttribute;

begin

 m_particle:=FParticle;

 while Assigned(m_particle) do begin

  ResetParticle(m_particle);

  m_particle:=m_particle._next;

 end;

end;

Add Particle:

C++

void PSystem::addParticle()

{

     Attribute attribute;

     resetParticle(&attribute);

     _particles.push_back(attribute);

}

Delphi

procedure PSystem.AddParticle;

var

 m_particle:PAttribute;

 t_particle:Attribute;

begin

 m_particle:=FParticle;

 while Assigned(m_particle) do 

 begin

  m_particle:=m_particle._next;

 end;

 New(m_particle);

 ResetParticle(m_particle);

 m_particle._next:=FParticle;

 FParticle:= m_particle;

end;