真实感通用粒子系统的实时渲染研究与实现

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随着电脑技术的发展,其应用也越来越普遍,电脑游戏逐渐发展成为现代人们主要的休闲娱乐方式之一。粒子系统凭借其真实模拟不规则自然运动的特点,大量应用于游戏中的各种场景特效,影视特效,自然现象的模拟,影响了虚拟现实的真实性。本文主要设计并实现了一个粒子系统编辑器,它通过一个方便灵活的可视化编辑界面,可以按照用户的需求真实的模拟各种自然现象。首先,在需要的场景位置建立一个粒子发射器,初始化粒子的基本属性。再次,对粒子的附加属性进行设置,实时控制粒子的运动状态。接下来,为粒子添加各种影响场,如重力场,风力场等,增加粒子特效的真实性。最后,在同一个场景中可以根据用户的需要添加多个粒子发射器,编辑相应的属性可以形成一个组合效果。如一个火焰的燃烧可以包括火焰,火星的溅射,烟雾的升腾三种效果。各种效果之间能够互相融合,给人更加真实的视觉感受。值得一提的是,本文实现的多个发射器组合演示的方式,既减轻了单个粒子效果的渲染压力,又能通过粒子效果的相互协作共同完成更加复杂的自然模拟。相对于以往粒子系统研究不同的是,本系统具有真实通用的特点。以往一种算法针对一种自然现象模拟的粒子系统,虽然具有较真实的模拟效果,但缺乏灵活性,不能根据用户的需求实时扩展,交互性差。另外的一种粒子属性参数法应用广泛,真实性和复杂性又略显不足。本文结合以上的特点,实现了一种基本属性和附加属性相结合的控制方式,基本属性包括了粒子的生命周期,初始速度,初始大小和初始位置四个要点,搭建了一个基本的粒子效果雏形。大量的附加属性通过影响者的方式可以控制粒子的各种变化,提高了粒子系统的真实性和通用性。同时,针对粒子系统模拟的对象,往往具有复杂多变的特点。本文实现了粒子在运动过程中动态切换纹理贴图的功能,这使得粒子系统所表现的效果更加自然柔和。可以说本文实现的粒子编辑器能够充分发挥粒子系统的优势,更加方便灵活的模拟多种自然现象。其演示效果真实,操作方便灵活,能够满足用户的多种需求,应用广泛。
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