课件和讲义第七章粒子系统

1、第七章 粒子系统混合1一、混合在正常情况下，任何绘制操作不是被完全丢弃，就是完全覆盖原来的颜色值，这取决于深度测试的结果。如果打开了OpenGL的混合功能，那么下层的颜色值就不会被清除，而是和上层的颜色值进行某种程度的组合。混合主要涉及到对alpha值的操作。混合是发生在光栅化并转化为像素之后，但在最终将像素绘制到帧缓冲区之前发生的。alpha值可以用于alpha测试，根据片段值决定接受或拒绝这个片段。如果不启用混合，每个新片段将会按照alpha=1，即不透明的形式来覆盖帧缓冲区中已经存在的颜色值。一、混合1组合颜色glEnable(GL_BLEND);Cf=(Cs*S)+(Cd*D)其中，C

2、f是最终计算产生的颜色，Cs是源颜色，Cd则是目标颜色，S和D分别是源和目标混合因子。这些混合因子是用glBlendFunc(GLenum S,GLenum D)函数进行设置的。void glBlendFunc(GLenum S,GLenum D)一、混合1组合颜色常量常量RGB混合因子混合因子Alpha混合因子混合因子GL_ZERO(0,0,0)0GL_ONE(1,1,1)1GL_SRC_COLOR(Rs,Gs,Bs)AsGL_ONE_MINUS_SRC_COLOR(1,1,1)-(Rs,Gs,Bs)1-AsGL_DST_COLOR(Rd,Gd,Bd)AdGL_ONE_MINUS_DST_C

3、OLOR(1,1,1)-(Rd,Gd,Bd)1-AdGL_SRC_ALPHA(As,As,As)AsGL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA(1,1,1)-(As,As,As)1-AsGL_DST_ALPHA(Ad,Ad,Ad)AdGL_ONE_MINUS_DST_ALPHA(1,1,1)-(Ad,Ad,Ad)1-AdGL_CONSTANT_COLOR(Rc,Gc,Bc)AcGL_ONE_MINUS_CONSTANT_COLOR(1,1,1)-(Rc,Gc,Bc)1-AcGL_CONSTANT_ALPHA(Ac,Ac,Ac)AcGL_ONE_MINUS_CONSTANT_ALPHA(1,1

4、,1)-(Ac,Ac,Ac)1-AcGL_SRC_ALPHA_SATURATE(f,f,f)*,f=min(As,1-Ad)1一、混合1组合颜色举例：glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);这个函数的意思是告诉OpenGL接受源颜色并将这个颜色的RGB值与Alpha值相乘，然后把这个结果加上目标颜色乘以“1减去源颜色的Alpha值”的结果。例如，如果颜色缓冲区中已经有一种红色(1.0f,0.0f,.0.f,0.0f)，这是目标颜色（Cd）。如果在这上面用一种Alpha值为0.6的蓝色(0.0,0.0f,1.0f,0.6f)画了一些东西，

5、最终颜色的计算如下：Cd=目标颜色=(1.0f,0.0f,.0.f,0.0f)Cs=源颜色=(0.0,0.0f,1.0f,0.6f)S=源Alpha值=0.6D=1-源Alpha值=1-0.6=0.4带入Cf=(Cs*S)+(Cd*D)得到Cf=(0.0,0.0f,1.0f)*0.6+(1.0f,0.0f,.0.f)*0.4一、混合2改变混合方程式默认的混合方程式是Cf=(Cs*S)+(Cd*D)，可以使用下面的函数改变混合方程式。void glBlendEquation(GLenum mode);mode常量常量方程方程GL_FUNC_ADDCf=(Cs*S)+(Cd*D)GL_FUNC_S

6、UBTRACTCf=(Cs*S)-(Cd*D)GL_FUNC_REVERSE_SUBTRACTCf=(Cd*D)-(Cs*S)GL_MINCf=min(Cs,Cd)GL_MAXCf=max(Cs,Cd)粒子系统2二、粒子系统1粒子系统概述粒子系统是一种模拟像烟雾、灰尘、火焰、雨等自然现象的技术统称。这些自然现象的共性是它们都是由大量的小粒子组成的，并按照不同现象的特性进行特定形态的整体运动。1.更新每一个粒子的属性。这一步通常包含一些数学计算（从简单计算到复杂计算，复杂性取决于要模拟的自然现象的复杂度）。2.渲染粒子 在CPU上更新粒子需要OpenGL驱动从GPU内存中复制顶点缓冲器中的内容到

7、CPU中（在独立显卡中这意味着要通过PCI总线传输数据）。 更新粒子属性意味着在不同的数据项中运行相同的数学运算，这是一个GPU最擅长的典型的分布式计算的例子，而如果运行在CPU上则意味着要串行运行整个过程。二、粒子系统2粒子系统的组成（1）粒子属性：粒子系统中每一个粒子都有一系列的属性，如质量、位置、颜色、亮度、尺寸、速度、加速度、生命等，其中有些属性随着时间不断地发生变化。（2）粒子生命：粒子系统中每一个粒子都有生命周期，在一定的时间周期内，粒子经历“产生”“活动”“死亡”的生命历程。（3）粒子运动：粒子系统中每一个粒子在存活期间都要按照某一种方式进行运动，一般运动方式通过随机函数取得，从

8、而保证粒子运动中的状态不一致性。（4）粒子绘制：绘制粒子是构建场景的最后一步，我们通常假设粒子不具有阴影，单个粒子也不反射光线，通常绘制粒子时需要经过以下步骤：二、粒子系统2粒子系统的组成Step1：分析物体静态特性，定义粒子属性。Step2：分析物体运动规律，建立粒子属性变化动态特性。Step3：为系统中粒子做初始化工作。Step4：根据粒子属性变化动态改变其属性值。Step5：删除系统中已死亡的粒子。Step6：绘制粒子。实例项目喷泉3三、实例项目喷泉三、实例项目喷泉三、实例项目喷泉三、实例项目喷泉三、实例项目喷泉三、实例项目喷泉三、实例项目喷泉三、实例项目喷泉三、实例项目喷泉三、实例项目喷泉三、实例项目喷泉实例项目