实验八：粒子系统

实验⼋：粒⼦系统
实验⼋：粒⼦系统
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⼀、实验⽬的
掌握粒⼦系统的的原理,熟悉Ogre中粒⼦系统的结构和使⽤⽅法.
⼆、实验仪器
Pc，visual studio 2010
三、实验原理及过程
//利⽤Ogre实现⼀个粒⼦系统效果，并描述程序实现时的思路包括对每个调⽤的API以及脚本
进⾏详细说明
1、简述
粒⼦系统的基本单元是粒⼦，每个粒⼦⼀般具有形状、⼤⼩、颜⾊、透明度、位置、速度、加速度、⽅向、⽣命周期等属性。

每⼀帧，粒⼦系统⼀般都会执⾏如下步骤：
(a)产⽣新的粒⼦，并赋予相应的属性；
(b)删除超过⽣命周期的粒⼦；
(c)更新粒⼦的动态属性；
(d)渲染所有有效粒⼦。

2、组成
它由ParticleSystemManage（粒⼦系统管理器）、ParticleSystem（粒⼦系统）、ParticleSystemRenderer（粒⼦渲染器）、ParticleEmitter（粒⼦发射器）、ParticleAffector（粒⼦影响器）、Particle(粒⼦）等组成。

（1）ParticleSystemManager（粒⼦系统管理器）
此类类似于OGRE中的SceneManager,单件模式，内含粒⼦系统⼯⼚集合，粒⼦发射器⼯⼚集合，粒⼦影响器⼯⼚集合，以及粒⼦渲染器⼯⼚集合，⽤于创建和管理粒⼦系统、粒⼦发射器、粒⼦影响器、粒⼦渲染器。

该类还负责加载和分析粒⼦系统脚本。

（2）ParticleSystem（粒⼦系统）
具体的粒⼦系统类，它需要包含具体的ParticleEmitter 集合、ParticleAffector集合、ParticleSystemRenderer，Particle集合，⽤于粒⼦的创建、更新、渲染。

（3）ParticleEmitter（粒⼦发射器）
⽤于创建粒⼦，赋予粒⼦初始属性赋值，最重要的⽅法是_initParticle（），该类为抽象类，OGRE中提供了如下派⽣类，⾃⼰也可以根据需要编写⾃⼰的Emitter：
AreaEmitter
BoxEmitter
CylinderEmitter
EllipsoidEmitter
HollowEllipsoidEmitter
PointEmitter
RingEmitter
（4）ParticleAffector（粒⼦影响器）
⽤于在粒⼦的⽣命周期内更新粒⼦的属性，最重要的⽅法是_affectParticles（），OGRE中提供了如下派⽣类，⾃⼰也可以根据需要编写⾃⼰的Affector：
ColourFaderAffector
ColourImageAffector
ColourInterpolatorAffector
DeflectorPlaneAffector
DirectionRandomiserAffector
LinearForceAffector
RotationAffector
ScaleAffector
（6）ParticleSystemRenderer(粒⼦渲染器)
该类⽤于渲染粒⼦系统，该类为抽象类，ORGE提供了BillboardParticleRenderer具体类，⾃⼰也可以根据需要编写⾃⼰的粒⼦渲染类。

（7) Particle（粒⼦）
粒⼦系统的基本元素，粒⼦，存储了粒⼦的所有属性和状态。

3、OGRE粒⼦系统渲染流程
（1）初始化
ParticleSystemManager::addEmitterFactory（）
ParticleSystemManager::addAffectorFactory（）
ParticleSystemManager ::addRendererFactory()
ParticleSystemManager::createTemplate()
ParticleSystem::setRenderer()
ParticleSystemManager::_createRenderer()
ParticleSystem::addEmitter()
ParticleSystemManager::_createEmitter()
ParticleSystem::addAffector()
ParticleSystemManager::_createAffector()
（2) 每⼀帧，执⾏如下更新
ParticleSystem::_update()
ParticleSystem::_triggerAffectors()
Affector::_affectParticles()
ParticleSystem ::_triggerEmitters()
Emitter::_initParticle()
ParticleSystem::_updateRenderQueue()
ParticleRenderer::_updateRenderQueue()
四、实验结果
五、实验⼼得
六、主要代码
// ParticleFX.h
#ifndef __ParticleFX_H__
#define __ParticleFX_H__
#include "SdkSample.h"
using namespace Ogre;
using namespace OgreBites;
class _OgreSampleClassExport Sample_ParticleFX : public SdkSample
{
public :
Sample_ParticleFX()
{
mInfo["Title"] = "Particle Effects";
mInfo["Description"] = "Demonstrates the creation and usage of particle effects.";
mInfo["Thumbnail"] = "thumb_particles.png";
mInfo["Category"] = "Effects";
mInfo["Help"] = "Use the checkboxes to toggle visibility of the individual particle systems."; }
bool frameRenderingQueued(const FrameEvent& evt)
{
mFountainPivot->yaw(Degree(evt.timeSinceLastFrame * 30)); // spin the fountains around return SdkSample::frameRenderingQueued(evt); // don't forget the parent class updates! }
void checkBoxToggled(CheckBox* box)
{
// show or hide the particle system with the same name as the check box
mSceneMgr->getParticleSystem(box->getName())->setVisible(box->isChecked());
}
protected:
void setupContent()
{
// setup some basic lighting for our scene
mSceneMgr->setAmbientLight(ColourValue(0.3, 0.3, 0.3));
mSceneMgr->createLight()->setPosition(20, 80, 50);
// set our camera to orbit around the origin and show cursor
mCameraMan->setStyle(CS_ORBIT);
mCameraMan->setYawPitchDist(Degree(0), Degree(15), 250);
mTrayMgr->showCursor();
// create an ogre head entity and place it at the origin
Entity* ent = mSceneMgr->createEntity("Head", "ogrehead.mesh");
mSceneMgr->getRootSceneNode()->attachObject(ent);
setupParticles(); // setup particles
setupTogglers(); // setup particle togglers
}
void setupParticles()
{
ParticleSystem::setDefaultNonVisibleUpdateTimeout(5); // set nonvisible timeout
ParticleSystem* ps;
// create some nice fireworks and place it at the origin
ps = mSceneMgr->createParticleSystem("Fireworks", "Examples/Fireworks");
mSceneMgr->getRootSceneNode()->attachObject(ps);
// create a green nimbus around the ogre head
ps = mSceneMgr->createParticleSystem("Nimbus", "Examples/GreenyNimbus");
mSceneMgr->getRootSceneNode()->attachObject(ps);
ps = mSceneMgr->createParticleSystem("Rain", "Examples/Rain"); // create a rainstorm
ps->fastForward(5); // fast-forward the rain so it looks more natural
mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode(Vector3(0, 1000,
0))->attachObject(ps);
// create aureola around ogre head perpendicular to the ground
ps = mSceneMgr->createParticleSystem("Aureola", "Examples/Aureola");
mSceneMgr->getRootSceneNode()->attachObject(ps);
// create shared pivot node for spinning the fountains
mFountainPivot = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode();
ps = mSceneMgr->createParticleSystem("Fountain1", "Examples/PurpleFountain"); // create fountain 1
// attach the fountain to a child node of the pivot at a distance and angle
mFountainPivot->createChildSceneNode(Vector3(200, -100, 0), Quaternion(Degree(20), Vector3::UNIT_Z))->attachObject(ps);
ps = mSceneMgr->createParticleSystem("Fountain2", "Examples/PurpleFountain"); // create fountain 2
// attach the fountain to a child node of the pivot at a distance and angle
mFountainPivot->createChildSceneNode(Vector3(-200, -100, 0), Quaternion(Degree(-20), Vector3::UNIT_Z))->attachObject(ps);
}
void setupTogglers()
{
// create check boxes to toggle the visibility of our particle systems
mTrayMgr->createLabel(TL_TOPLEFT, "VisLabel", "Particles");
mTrayMgr->createCheckBox(TL_TOPLEFT, "Fireworks", "Fireworks",
130)->setChecked(true);
mTrayMgr->createCheckBox(TL_TOPLEFT, "Fountain1", "Fountain A",
130)->setChecked(true);
mTrayMgr->createCheckBox(TL_TOPLEFT, "Fountain2", "Fountain B",
130)->setChecked(true);
mTrayMgr->createCheckBox(TL_TOPLEFT, "Aureola", "Aureola",
130)->setChecked(false);
mTrayMgr->createCheckBox(TL_TOPLEFT, "Nimbus", "Nimbus",
130)->setChecked(false);
mTrayMgr->createCheckBox(TL_TOPLEFT, "Rain", "Rain", 130)->setChecked(false);
}
SceneNode* mFountainPivot;
};
#endif
// ParticleFX.cpp
#include"SamplePlugin.h"
#include"ParticleFX.h"
using namespace Ogre;
using namespace OgreBites;
#ifndef OGRE_STATIC_LIB
SamplePlugin* sp;
Sample* s;
extern"C" _OgreSampleExport void dllStartPlugin()
{
s = new Sample_ParticleFX;
sp = OGRE_NEW SamplePlugin(s->getInfo()["Title"] + " Sample");
sp->addSample(s);
Root::getSingleton().installPlugin(sp);
}
extern"C" _OgreSampleExport void dllStopPlugin() {
Root::getSingleton().uninstallPlugin(sp);
OGRE_DELETE sp;
delete s;
}
#endif。