3D游戏场景中的火焰效果的真实模拟
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的产生 、 变 化和 消灭来描 述场 景 。 ２ ． １ 粒 子 系 统 中 的 基 本 概 念
（ ４ ） 绘制 粒子 ： 显示 粒子 系统 中所 有现存 的粒子 。 对 于粒 子数量 较 多的 时候 ，如 果每 帧都刷 新绘 制所 有
粒子 ， 无 疑是 非常 浪费 资源 的， 所 以我 们 采 用 一 个 容 量 合 理
子 总数 为 ２ ０ ０ ０个 ，我们 将每 个 片 段 的尺 寸指 定 为可 容 纳 ５ ０ ０个粒 子 ，然后 创建全 局变 量 ｉ ＝ ０ ，用 该变量 来跟踪 当前
片段 。绘制 过程如 下：
粒 子 和 点精 灵 ： 粒 子 是 一种 微 小 的物 体 ， 在 数 学上 常
用 点来表 示其 模型 。 所 以显 示 粒 子 时 ， 使 用 点 图 元 是 一 个 很 好 的选 择 。点精 灵（ Ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｓ ｐ ｒ ｉ ｔ ｅ ） 是一种 特 别 的点 图元 ， 可 进 行 纹 理 映 射 及 变 化 尺 寸 。 点 精 灵 是 具 有 中 心 点 位 置 和 大 小 的 粒 子 ， 在 渲 染 时 根 据 其 中心 位 置 和 大 小 自动 算 出 四边 形 的 ４个 顶 点 且 自动 旋 转 面 朝 观 众 。
子系 统是 由运 动 的微 小个 体构 成 ， 特 点是 不规 则、 随机 、 非
静止 、 体 积极小 。 所 以在设 计时往 往被 简单定 义为 四边 形面
片， 且具 有产生 、 发 展和 消灭 的历程 。
的纹理等 。 粒 子系统 主要 负责更新 、 显示、 杀死 、 以及 创建粒
子 。在它 生命周期 的每 一时刻 ， 它 都需要完 成下面 的工作 ： （ １ ） 粒 子源产 生新的粒子 ： 该步 骤是粒 子的初始 化步骤 ，
应用技术与研究 学术探讨 ｉ
２０ １ ３牟 第 １ ０期 Ｉ
wk.baidu.com
３ Ｄ游戏 场 景 中的火焰 效果 的真 实模 拟
夏 力 前 汪 元 卉 ｚ
（ １ ．北 京理工大 学珠海 学院 计算 机学 院， 广东 珠海 ５ １ ９ ０ ８ ５ ２ ．吉林 大学珠海 学院 计算机 系，广东 珠 海 ５ １ ９ ０ ４ １ １ ［ 摘 要］ 在３ Ｄ游戏 场景 中我们通 常利用真 实感图形 学的知识 ， 模拟具有 随机 过程的 自然场 景。 粒子 系统是 此类应用的
在 初 始 化 的过 程 中 ，我 们 对 新 生成 的粒 子进 行 内 存 空 间 的分
本 文 以游 戏场 景 为基础 ，首 先构建 游戏 中的一个 改进 型的粒 子系统 ， 并在其基 础之 上进行 火焰 的效果模 拟 。
２ ． 构 建 游 戏 场 景 中 的 粒 子 系 统 在 三 维 游 戏 场 景 中 ， 粒 子 系 统 的 主 要 功 能 是 模 拟 一 系
１ ． 引言
粒子 系统 是众 多粒子 的集合 ，并 负责对 这些 粒 子进 行
维 护 和 显 示 。 粒 子 系 统 跟 踪 系 统 中 影 响 所 有 粒 子 状 态 的 全 局 属性 ， 例如 粒 子 的尺寸 、 粒 子 的粒子 源 、 将 要 映 射 到 粒 子
计 算机 图形 学在 真实 感应 用方 面经 常采用 粒 子系 统完 成特殊 的场 景特效 ， 比如 三维游 戏场 景 、 影 视特 效等 。该粒
（ １ ） 更新 所有粒 子 。 （ ２ ）将 全 部 活 动 粒 子 绘 制 。若 顶 点缓 存 未 满 ， 则 用
Ｄ３ Ｄ Ｌ Ｏ Ｃ Ｋ 追 加方 式１ 锁 定片 断 ｉ 。将 ５ ＮＯＯ Ｖ Ｅ Ｒ ＷＲ Ｉ Ｔ Ｅ （ ０ ０
＿
个 粒 子 复 制 到 ｉ中 。若 顶 点 缓 存 已满 ， 则 ： ｉ 设为 ０ ， 用 Ｄ ３ Ｄ Ｌ ＯＣ Ｋ Ｄ Ｉ Ｓ Ｃ Ａ Ｒ Ｄ（ 将 当前 内容 丢 掉 ， 重获 缓 存 指针 １ 锁
配和粒子 的各个属性 的初始化 。
（ ２ 更 新 粒 子 属 性 ： 更新 所 有粒 子 的属 性 ， 在 这 个 步 骤 当中， 将 粒 子的生命 周期递减 一个 时问步 。
列 的场景 特效 。 比如 ， 飘落 的雪 花 、 焰火 的火 星 以及未 来武 器 所 发射 的“ 子弹” 等 都包 含 了大 量 行为 相似 的微 小粒 子 ，
＿
粒 子 的属 性 ： 用 质 点 来 构建 物 体 模型 ， 该 质 点称 为 粒 子， 每个 粒 子都 有其 自身属 性 ， 包 括纹 理 、 位置、 颜色 、 尺 寸
和 行为等 ， 根 据应用 场景 的不 同粒子 属性也 有所不 同 。 一 个 粒 子 除 了位 置 和 颜 色 属 性 外 还 有 速 度 等 其 他 属 性 。
粒子 系统 ： 粒 子系 统是 由总 体具有 相 同的表 现规 律 ， 个 体 却随机 表现 出不 同特 征 的大 量显 示元 素构 成 的集合 。对
于 粒子 系统有 三个性 质要素 ： 群 体性 ； 统 一性 ： 随机 性 。
的顶 点缓存 。 然 后可 以将 顶点 缓存划 分为若干 片段 。 例 如粒
重要 实现 途径 。本 文在 基础粒子 系统的框 架上进行 改进 ， 对动 态火焰进行模 拟。对 火焰粒 子的速度 ， 动态效果和颜 色变化 等物 理现 象进行 建模 ， 采用关键 帧技 术和 自定义粒子发射 器 ， 真 实地模 拟 了 ３ Ｄ 游戏场景 中的动 态火焰效果 。
［ 关键字 ］ 粒子； 真 实 感 ；火焰 ；游戏 场 景 ２ ． ２ 粒 子 系 统 的 实 现
（ ３ ） 删 除死粒 子： 检 查每 个粒子 的生命期 是否 为 ０ ， 或者
粒 子 的坐标超 过 指 定 的空 间边 界 ， 如 果是 ， 则删 除 粒子 ， 粒 子 删 除 之 后 可 以 根 据 具 体 的 需 要 决 定 是 否 重 新 初 始 化 或 者 做其 它 的处理 。
粒 子系统 就常 常被 用来模 拟此 类现 象 。粒子 系统 根据粒 子
（ ４ ） 绘制 粒子 ： 显示 粒子 系统 中所 有现存 的粒子 。 对 于粒 子数量 较 多的 时候 ，如 果每 帧都刷 新绘 制所 有
粒子 ， 无 疑是 非常 浪费 资源 的， 所 以我 们 采 用 一 个 容 量 合 理
子 总数 为 ２ ０ ０ ０个 ，我们 将每 个 片 段 的尺 寸指 定 为可 容 纳 ５ ０ ０个粒 子 ，然后 创建全 局变 量 ｉ ＝ ０ ，用 该变量 来跟踪 当前
片段 。绘制 过程如 下：
粒 子 和 点精 灵 ： 粒 子 是 一种 微 小 的物 体 ， 在 数 学上 常
用 点来表 示其 模型 。 所 以显 示 粒 子 时 ， 使 用 点 图 元 是 一 个 很 好 的选 择 。点精 灵（ Ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｓ ｐ ｒ ｉ ｔ ｅ ） 是一种 特 别 的点 图元 ， 可 进 行 纹 理 映 射 及 变 化 尺 寸 。 点 精 灵 是 具 有 中 心 点 位 置 和 大 小 的 粒 子 ， 在 渲 染 时 根 据 其 中心 位 置 和 大 小 自动 算 出 四边 形 的 ４个 顶 点 且 自动 旋 转 面 朝 观 众 。
子系 统是 由运 动 的微 小个 体构 成 ， 特 点是 不规 则、 随机 、 非
静止 、 体 积极小 。 所 以在设 计时往 往被 简单定 义为 四边 形面
片， 且具 有产生 、 发 展和 消灭 的历程 。
的纹理等 。 粒 子系统 主要 负责更新 、 显示、 杀死 、 以及 创建粒
子 。在它 生命周期 的每 一时刻 ， 它 都需要完 成下面 的工作 ： （ １ ） 粒 子源产 生新的粒子 ： 该步 骤是粒 子的初始 化步骤 ，
应用技术与研究 学术探讨 ｉ
２０ １ ３牟 第 １ ０期 Ｉ
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３ Ｄ游戏 场 景 中的火焰 效果 的真 实模 拟
夏 力 前 汪 元 卉 ｚ
（ １ ．北 京理工大 学珠海 学院 计算 机学 院， 广东 珠海 ５ １ ９ ０ ８ ５ ２ ．吉林 大学珠海 学院 计算机 系，广东 珠 海 ５ １ ９ ０ ４ １ １ ［ 摘 要］ 在３ Ｄ游戏 场景 中我们通 常利用真 实感图形 学的知识 ， 模拟具有 随机 过程的 自然场 景。 粒子 系统是 此类应用的
在 初 始 化 的过 程 中 ，我 们 对 新 生成 的粒 子进 行 内 存 空 间 的分
本 文 以游 戏场 景 为基础 ，首 先构建 游戏 中的一个 改进 型的粒 子系统 ， 并在其基 础之 上进行 火焰 的效果模 拟 。
２ ． 构 建 游 戏 场 景 中 的 粒 子 系 统 在 三 维 游 戏 场 景 中 ， 粒 子 系 统 的 主 要 功 能 是 模 拟 一 系
１ ． 引言
粒子 系统 是众 多粒子 的集合 ，并 负责对 这些 粒 子进 行
维 护 和 显 示 。 粒 子 系 统 跟 踪 系 统 中 影 响 所 有 粒 子 状 态 的 全 局 属性 ， 例如 粒 子 的尺寸 、 粒 子 的粒子 源 、 将 要 映 射 到 粒 子
计 算机 图形 学在 真实 感应 用方 面经 常采用 粒 子系 统完 成特殊 的场 景特效 ， 比如 三维游 戏场 景 、 影 视特 效等 。该粒
（ １ ） 更新 所有粒 子 。 （ ２ ）将 全 部 活 动 粒 子 绘 制 。若 顶 点缓 存 未 满 ， 则 用
Ｄ３ Ｄ Ｌ Ｏ Ｃ Ｋ 追 加方 式１ 锁 定片 断 ｉ 。将 ５ ＮＯＯ Ｖ Ｅ Ｒ ＷＲ Ｉ Ｔ Ｅ （ ０ ０
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个 粒 子 复 制 到 ｉ中 。若 顶 点 缓 存 已满 ， 则 ： ｉ 设为 ０ ， 用 Ｄ ３ Ｄ Ｌ ＯＣ Ｋ Ｄ Ｉ Ｓ Ｃ Ａ Ｒ Ｄ（ 将 当前 内容 丢 掉 ， 重获 缓 存 指针 １ 锁
配和粒子 的各个属性 的初始化 。
（ ２ 更 新 粒 子 属 性 ： 更新 所 有粒 子 的属 性 ， 在 这 个 步 骤 当中， 将 粒 子的生命 周期递减 一个 时问步 。
列 的场景 特效 。 比如 ， 飘落 的雪 花 、 焰火 的火 星 以及未 来武 器 所 发射 的“ 子弹” 等 都包 含 了大 量 行为 相似 的微 小粒 子 ，
＿
粒 子 的属 性 ： 用 质 点 来 构建 物 体 模型 ， 该 质 点称 为 粒 子， 每个 粒 子都 有其 自身属 性 ， 包 括纹 理 、 位置、 颜色 、 尺 寸
和 行为等 ， 根 据应用 场景 的不 同粒子 属性也 有所不 同 。 一 个 粒 子 除 了位 置 和 颜 色 属 性 外 还 有 速 度 等 其 他 属 性 。
粒子 系统 ： 粒 子系 统是 由总 体具有 相 同的表 现规 律 ， 个 体 却随机 表现 出不 同特 征 的大 量显 示元 素构 成 的集合 。对
于 粒子 系统有 三个性 质要素 ： 群 体性 ； 统 一性 ： 随机 性 。
的顶 点缓存 。 然 后可 以将 顶点 缓存划 分为若干 片段 。 例 如粒
重要 实现 途径 。本 文在 基础粒子 系统的框 架上进行 改进 ， 对动 态火焰进行模 拟。对 火焰粒 子的速度 ， 动态效果和颜 色变化 等物 理现 象进行 建模 ， 采用关键 帧技 术和 自定义粒子发射 器 ， 真 实地模 拟 了 ３ Ｄ 游戏场景 中的动 态火焰效果 。
［ 关键字 ］ 粒子； 真 实 感 ；火焰 ；游戏 场 景 ２ ． ２ 粒 子 系 统 的 实 现
（ ３ ） 删 除死粒 子： 检 查每 个粒子 的生命期 是否 为 ０ ， 或者
粒 子 的坐标超 过 指 定 的空 间边 界 ， 如 果是 ， 则删 除 粒子 ， 粒 子 删 除 之 后 可 以 根 据 具 体 的 需 要 决 定 是 否 重 新 初 始 化 或 者 做其 它 的处理 。
粒 子系统 就常 常被 用来模 拟此 类现 象 。粒子 系统 根据粒 子