OpenGL入门教程19：粒子系统

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首先函数基本的架构是：

flow

在main函数中glut*Func()的参数为回调函数，需要在main函数外独立实现。

重要的是四个回调函数：

  • initGL，初始化函数
  • reshapeGL，尺寸调整函数，当窗口的尺寸发生变化时调用此函数重新绘图
  • keyboard，捕获键盘输入并处理
  • displayGL，将想要显示的图像绘制出来的函数

其他函数说明见OpenGL函数功能说明系列。

一般特效里的粒子系统在入门教程里面是说不清楚的，本文只是介绍最简单的粒子效果。

粒子效果一般要处理：

  • 粒子个数，几百上千个就差不多了，像那些海洋特效都是几百亿个粒子。
  • 粒子颜色，没有规定，RGB混合就可以了
  • 运动方向，不同的粒子向不同的方向运动，一定距离后消失

初始化

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//设置粒子
for (loop = 0; loop < MAX_PARTICLES; loop++) // Initials All The Textures
{
    particle[loop].active = true;                                    // Make All The Particles Active
    particle[loop].life = 1.0f;                                      // Give All The Particles Full Life
    particle[loop].fade = float(rand() % 100) / 1000.0f + 0.003f;    // Random Fade Speed
    particle[loop].r = colors[(loop + 1) / (MAX_PARTICLES / 12)][0]; // Select Red Rainbow Color
    particle[loop].g = colors[(loop + 1) / (MAX_PARTICLES / 12)][1]; // Select Green Rainbow Color
    particle[loop].b = colors[(loop + 1) / (MAX_PARTICLES / 12)][2]; // Select Blue Rainbow Color
    particle[loop].xi = float((rand() % 50) - 26.0f) * 10.0f;        // Random Speed On X Axis
    particle[loop].yi = float((rand() % 50) - 25.0f) * 10.0f;        // Random Speed On Y Axis
    particle[loop].zi = float((rand() % 50) - 25.0f) * 10.0f;        // Random Speed On Z Axis
    particle[loop].xg = 0.0f;                                        // Set Horizontal Pull To Zero
    particle[loop].yg = -0.8f;                                       // Set Vertical Pull Downward
    particle[loop].zg = 0.0f;                                        // Set Pull On Z Axis To Zero
}

使用1000个粒子。

对每一个粒子设置颜色，运动方向(x,y,z)。

绘图部分

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//OpenGL的主要绘图函数，绘制什么显示什么。
void displayGL()
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //清空界面和depth缓冲区
    glLoadIdentity();

    for (loop = 0; loop < MAX_PARTICLES; loop++) // Loop Through All The Particles
    {
        if (particle[loop].active) // If The Particle Is Active
        {
            float x = particle[loop].x;        // Grab Our Particle X Position
            float y = particle[loop].y;        // Grab Our Particle Y Position
            float z = particle[loop].z + zoom; // Particle Z Pos + Zoom

            // Draw The Particle Using Our RGB Values, Fade The Particle Based On It's Life
            glColor4f(particle[loop].r, particle[loop].g, particle[loop].b, particle[loop].life);

            glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP); // Build Quad From A Triangle Strip
            glTexCoord2d(1, 1);
            glVertex3f(x + 0.5f, y + 0.5f, z); // Top Right
            glTexCoord2d(0, 1);
            glVertex3f(x - 0.5f, y + 0.5f, z); // Top Left
            glTexCoord2d(1, 0);
            glVertex3f(x + 0.5f, y - 0.5f, z); // Bottom Right
            glTexCoord2d(0, 0);
            glVertex3f(x - 0.5f, y - 0.5f, z); // Bottom Left
            glEnd();                           // Done Building Triangle Strip

            particle[loop].x += particle[loop].xi / (slowdown * 1000); // Move On The X Axis By X Speed
            particle[loop].y += particle[loop].yi / (slowdown * 1000); // Move On The Y Axis By Y Speed
            particle[loop].z += particle[loop].zi / (slowdown * 1000); // Move On The Z Axis By Z Speed

            particle[loop].xi += particle[loop].xg;     // Take Pull On X Axis Into Account
            particle[loop].yi += particle[loop].yg;     // Take Pull On Y Axis Into Account
            particle[loop].zi += particle[loop].zg;     // Take Pull On Z Axis Into Account
            particle[loop].life -= particle[loop].fade; // Reduce Particles Life By 'Fade'

            if (particle[loop].life < 0.0f) // If Particle Is Burned Out
            {
                particle[loop].life = 1.0f;                                   // Give It New Life
                particle[loop].fade = float(rand() % 100) / 1000.0f + 0.003f; // Random Fade Value
                particle[loop].x = 0.0f;                                      // Center On X Axis
                particle[loop].y = 0.0f;                                      // Center On Y Axis
                particle[loop].z = 0.0f;                                      // Center On Z Axis
                particle[loop].xi = xspeed + float((rand() % 60) - 32.0f);    // X Axis Speed And Direction
                particle[loop].yi = yspeed + float((rand() % 60) - 30.0f);    // Y Axis Speed And Direction
                particle[loop].zi = float((rand() % 60) - 30.0f);             // Z Axis Speed And Direction
                particle[loop].r = colors[col][0];                            // Select Red From Color Table
                particle[loop].g = colors[col][1];                            // Select Green From Color Table
                particle[loop].b = colors[col][2];                            // Select Blue From Color Table
            }
        }
    }

    //双缓冲技术，交换缓冲区以显示刚刚绘制的图像
    glutSwapBuffers();
}

捕获键盘

要想捕获键盘输入，就得知道键盘输入是什么。

ascii

想要捕获什么就在keyboard函数中处理什么。

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//如果有按键按下调用此函数
void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
    usleep(100); //稍微延时以免干扰

    switch (key)
    {
    case ESCAPE:
        glutDestroyWindow(window); //销毁窗口
        exit(0);                   //正常退出程序
        break;
    case UP_ARROW: //zoom in
        zoom += 0.1f;
        if (yspeed < 200){
            yspeed += 1.0f;
        }
        break;
    case DOWN_ARROW: //zoom out
        zoom -= 0.1f;
        if (yspeed > -200){
            yspeed -= 1.0f;
        }
        break;
    case LEFT_ARROW: //
        if (xspeed > -200){
            xspeed -= 1.0f;
        }
        break;
    case RIGHT_ARROW:
        if (xspeed < 200){
            xspeed += 1.0f;
        }
        break;
    case PLUS:
        if (slowdown > 0.0f){
            slowdown -= 0.01f;
        }
        break;
    case MINUS:
        if (slowdown < 4.0f){
            slowdown += 0.01f;
        }
        break;
    case SPACE:
        col++;
        if (col > 11)
            col = 0;
        break;
    case TAB:
        particle[loop].x = 0.0f;                                  // Center On X Axis
        particle[loop].y = 0.0f;                                  // Center On Y Axis
        particle[loop].z = 0.0f;                                  // Center On Z Axis
        particle[loop].xi = float((rand() % 50) - 26.0f) * 10.0f; // Random Speed On X Axis
        particle[loop].yi = float((rand() % 50) - 25.0f) * 10.0f; // Random Speed On Y Axis
        particle[loop].zi = float((rand() % 50) - 25.0f) * 10.0f; // Random Speed On Z Axis
        break;
    case N2: //6
        if (particle[loop].yg > -1.5f){
            particle[loop].yg -= 0.01f;
        }
        break;
    case N4:
        if (particle[loop].xg > -1.5f){
            particle[loop].xg -= 0.01f;
        }
        break;
    case N6:
        if (particle[loop].xg < 1.5f){
            particle[loop].xg += 0.01f;
        }
        break;
    case N8:
        if (particle[loop].yg < 1.5f){
            particle[loop].yg += 0.01f;
        }
        break;
    default:
        break;
    }
}

默认效果

默认

切换颜色

颜色

移动速度

速度

完整源码在OpenGL下的OpenGLut的8中。

OpenGL
#OpenGL
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作者
JackeyLea
发布于
2020年11月18日
许可协议