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粒子系统

简介: 简介 粒子系统是指计算机图形学中模拟特定现象的技术,它在模仿自然现象、物理现象及空间扭曲上具备得天独厚的优势,为我们实现一些真实自然而又带有随机性的特效(如爆炸、烟花、水流)提供了方便。


简介

粒子系统是指计算机图形学中模拟特定现象的技术,它在模仿自然现象、物理现象及空间扭曲上具备得天独厚的优势,为我们实现一些真实自然而又带有随机性的特效(如爆炸、烟花、水流)提供了方便。Cocos2d-x引擎中就为我们提供了强大的粒子系统,以下是粒子系统的继承关系图:

粒子属性

一个强大的粒子系统它必然具备了多种多样的属性,这样才能配置出多样的粒子。下面就来看看粒子系统的主要属性吧。

主要属性:

  • _duration 发射器生存时间,即它可以发射粒子的时间,注意这个时间和粒子生存时间不同。单位秒,-1表示永远;粒子发射结束后可点击工具栏的播放按钮再次发射
  • _emissionRate 每秒喷发的粒子数目
  • _emitterMode 喷发器模式,有重力模式(GRAVITY)和半径模式(RADIUS,也叫放射模式)两种
  • _totalParticles 场景中存在的最大粒子数目,往往与_emissionRate配合起来使用
  • _isAutoRemoveOnFinish 粒子结束时是否自动删除

重力模式(modeA):

顾名思义,重力模式模拟重力,可让粒子围绕一个中心点移近或移远,它的优点是非常动态,而且移动有规则。下列各属性只在重力模式下起作用。

  • gravity 重力X
  • radiaAccel 粒子径向加速度,即平行于重力方向的加速度
  • radiaAccelVar 粒子径向加速度变化范围
  • speed 速度
  • speedVar 速度变化范围
  • tangentialAccel 粒子切向加速度,即垂直于重力方向的加速度
  • tangentialAccelVar 粒子切向加速度变化范围

半径模式(modeB):

半径模式可以使粒子以圆圈方式旋转,它也可以创造螺旋效果让粒子急速前进或后退。下列各属性只在半径模式下起作用。

  • endRadius 结束半径
  • endRadiusVar 结束半径变化范围,即结束半径值的范围在 (endRadius - endRadiusVar) 和 (endRadius + endRadiusVar )之间,下面类似。
  • rotatePerSecond 粒子每秒围绕起始点的旋转角度
  • rotatePerSecondVar 粒子每秒围绕起始点的旋转角度变化范围
  • startRadius 初始半径
  • startRadiusVar 初始半径变化范围
  • 生命属性:

  • _life 粒子生命,即粒子的生存时间 
  • _lifeVar 粒子生命变化范围

大小属性:

  • _endSize 粒子结束时的大小,-1表示和初始大小一致
  • _endSizeVar 粒子结束大小的变化范围
  • _startSize 粒子的初始大小
  • _startSizeVar 粒子初始大小的变化范围

角度属性:

  • _angle 粒子角度
  • _angleVar 粒子角度变化范围

颜色属性:

  • _endColor 粒子结束颜色
  • _endColorVar 粒子结束颜色变化范围
  • _startColor 粒子初始颜色
  • _startColorVar 粒子初始颜色变化范围

如果你不想编辑出五颜六色的粒子效果,那应该把_endColorVar,_startColorVar尽量设置为(0, 0, 0, 0)。

位置属性:

  • _positionType 粒子位置类型,有自由模式(FREE)、相对模式(RELATIVE)和打组模式(GROUPED)三种
  • _posVar 发射器位置的变化范围(横向和纵向)
  • _sourcePosition 发射器原始坐标位置

Free自由模式,相对于屏幕自由,不会随粒子节点移动而移动(可产生火焰、蒸汽等效果);Relative相对模式,相对于被绑定的Node静止,粒子发射器会随Node移动而移动,可用于制作移动角色身上的特效等等;Grouped打组模式是相对于发射点的,粒子随发射器移动而移动。

自旋属性:

  • _endSpin 粒子结束自旋角度
  • _endSpinVar 粒子结束自旋角度变化范围
  • _startSpin 粒子开始自旋角度
  • _startSpinVar 粒子开始自旋角度变化范围

纹理渲染属性:

  • _texture 粒子贴图纹理
  • _blendFunc 纹理的混合模式方法,有DISABLE、ALPHA_PREMULTIPLIED、ALPHA_NON_PREMULTIPLIED、ADDITIVE四种类型。

DISABLE = {GL_ONE, GL_ZERO};  
ALPHA_PREMULTIPLIED = {GL_ONE, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA};  
ALPHA_NON_PREMULTIPLIED = {GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA};  
ADDITIVE = {GL_SRC_ALPHA, GL_ONE}; 

  • 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。

Cocos2dx使用OpenGL混合原理对图形进行渲染绘制。混合就是指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。它是一种常用的技巧,通常可以用来实现半透明,你也可以通过不同的设置得到不同的混合结果,产生一些有趣或者奇怪的图象。

ParticleBatchNode

ParticleBatchNode 和批处理节点一样,它将通过一次调用OpenGL来绘制它的子节点。 ParticleBatchNode 实例可以引用一个且只能引用一个 texture 的对象。 只有 ParticleSystem 包含 texture 的时候它才可以被添加到SpriteBatchNode中。 所有添加到SpriteBatchNode里面的ParticleSystem都会在同一OpenGL ES调用里面被绘制. 如果 ParticleSystem 没有被添加到ParticleBatchNode中,那么OpenGL ES会调用每个粒子系统的绘图函数,这样做效率会很低。

局限性: 

  • 目前只支持 ParticleSystemQuad 
  • 所有的系统都使用相同的参数被绘制:混合函数、纹理等

最为有效的用法 

  • 为所有粒子系统初始化ParticleBatchNode纹理和足够的容量
  • 初始化所有粒子系统,并将其添加为批处理节点的子节点

程序中的应用

创建一个粒子系统,同时初始化它的粒子总数:

auto _emitter = ParticleSystemQuad::createWithTotalParticles(50);

ParticleSystemQuad是粒子系统的一种,早前的Cocos2d-x版本中,粒子系统是有两种类型的,既:ParticleSystemQuad 和 ParticleSystemPoint(现已被移除)。

例子:

    auto _emitter = ParticleSystemQuad::createWithTotalParticles(50);
    addChild(_emitter, 10);
    _emitter->setTexture(Director::getInstance()->getTextureCache()->addImage("CloseNormal.png"));
    _emitter->setAnchorPoint(Point(0, 0));
    // duration
    _emitter->setDuration(ParticleSystem::DURATION_INFINITY);

    // radius mode
    _emitter->setEmitterMode(ParticleSystem::Mode::RADIUS);

    // radius mode: start and end radius in pixels
    _emitter->setStartRadius(4);
    _emitter->setStartRadiusVar(1);
    _emitter->setEndRadius(ParticleSystem::START_RADIUS_EQUAL_TO_END_RADIUS);
    _emitter->setEndRadiusVar(0);

    // radius mode: degrees per second
    _emitter->setRotatePerSecond(100);
    _emitter->setRotatePerSecondVar(0);

    // angle
    _emitter->setAngle(90);
    _emitter->setAngleVar(0);

    // emitter position
    auto size = Director::getInstance()->getWinSize();
    _emitter->setPosVar(Point::ZERO);

    // life of particles
    _emitter->setLife(0.5);
    _emitter->setLifeVar(0);

    // spin of particles
    _emitter->setStartSpin(0);
    _emitter->setStartSpinVar(0);
    _emitter->setEndSpin(0);
    _emitter->setEndSpinVar(0);

    // color of particles
    Color4F startColor(0.0f, 0.8f, 0.9f, 1.0f);
    _emitter->setStartColor(startColor);

    Color4F startColorVar(0, 0, 0, 1.0f);
    _emitter->setStartColorVar(startColorVar);

    Color4F endColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.1f);
    _emitter->setEndColor(endColor);

    Color4F endColorVar(0, 0, 0, 0.1f);
    _emitter->setEndColorVar(endColorVar);

    // size, in pixels
    _emitter->setStartSize(20);
    _emitter->setStartSizeVar(1);
    _emitter->setEndSize(0);

    // emits per second
    _emitter->setEmissionRate(_emitter->getTotalParticles() / _emitter->getLife());

    // additive
    _emitter->setBlendAdditive(false);

    //addChild(_emitter);
    _emitter->setPosition(Point(200,200));

效果图:

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