D3D中的粒子系统(3)
14.2.1 绘制粒子系统因为粒子系统是动态的,在每一个帧中我们需要更新系统中的粒子,对于渲染粒子系统的一种直观但效率低下的方法如下: 创建一个足够大的顶点缓存保存最大数量的粒子。 每一帧里执行: A. 更新所有粒子。 B. COPY所有活着的粒子到顶点缓存。 C. 绘制顶点缓存。 这个方法正确,不过不是最有效率的。第一,顶点缓冲必须足够大以保存系统中所有粒子。但是非常重要的是,当我们从列表拷贝所有粒子到顶点缓冲(步骤B)时,显卡却什么也不做。举个例子,假设我们系统有10,000个粒子,首先我们需要一个能容纳10,000个粒子的顶点缓冲,这是一个很大的内存。另外显卡将停着什么也不做直到列表中的10,000个粒子拷到顶点缓冲,直到我们调用DrawPrimitive。这个特定情况是CPU与显卡不同时工作的一个很好的例子。 更好的办法(SDK中点精灵例程中用到的方法)就象这样: 提示:这是一个简单的描述,但它说明了这一思想。它假定我们总是有500个粒子以填充一个缓存片段,但是这是不可能发生的,因为我们经常杀死并创建粒子,所以从一帧到另一帧粒子数量是变化的。举个例子,假设我们只剩下200个粒子要在当前帧拷贝并渲染。因为200个粒子不能填充整个缓存片段,我们用代码处理这个特定情形。这个特定情形只有在最后的缓存片段中才会出现,因为如果不是最后的片断,就意味着必然有500个粒子将被移到下一缓存片段。 创建一个合适尺寸的顶点缓存(能够保存2000个粒子),然后我们划分顶点缓存为几个小的块,就像这个例子,我们设置每个缓存片断的尺寸为500个粒子。 l然后创建一个全局变量 i = 0 ,用来记录片段。 每一帧里执行: A. 更新所有粒子。 B. 直到所有粒子渲染完毕。 1. 如果顶点缓存没有满: a 用D3DLOCK_NOOVERWRITE标记锁定缓存片段i b COPY 500个粒子到片段i 2. 如果顶点缓存满了: a 从起始的地方开始顶点缓冲: i=0 b 用D3DLOCK_NOOVERWRITE标记锁定缓存段i c COPY 500个粒子到片段i 3. 渲染片段i. 4. 下一片段: i+ + 备注:顶点缓存是动态的, 因此我们能利用动态锁定标记D3DLOCK_NOOVERWRITE和 D3DLOCK_DISCARD。这两个标记允许我们锁定顶点缓存的某一部分。当顶点缓存中的其他部分被渲染时,它是不能渲染的。例如,假如我们正在使用D3DLOCK_NOOVERWRITE标记渲染片段0时, 当渲染片段0的时候我们能锁定并填充片段1。这样可以防止渲染的延迟。 这个方法更有效率。首先,我们减少顶点缓存的尺寸;然后, CPU与显卡在协调的工作。也就是说,当我们绘制一小批粒子时(graphics card work),同时拷贝另一小批粒子到顶点缓存 (CPU work)。这个动作是连续执行的,直到所有的粒子都被渲染完毕,就像你了解的一样, 显卡在全部顶点缓存被填充的时候是不用处于空闲状态的。 我们现在将注意力转向这一个渲染方案的实现,为了方便使用这个粒子系统的渲染方案,我们使用 cParticleSystem 类中的下列数据成员: m_vb_num—在给定时间内我们的顶点缓存能够保存的粒子数量。这个值与实际的粒子系统中的粒子数无关。 m_vb_offset—这个变量是顶点缓存中的偏移,在顶点缓存里我们将用它开始COPY下一批粒子,例如,如果第一批在缓存中是0到499,偏移到第二批COPY的开始处将是500。 m_vb_batch_size—定义一批缓存中的粒子数量。 我们现在介绍渲染方法的代码:
void
cParticleSystem::render()
{ // The render method works by filling a section of the vertex buffer with data,then we render that section. // While that section is rendering we lock a new section and begin to fill that section. // Once that sections filled we render it. This process continues until all the particles have been drawn. // The benifit of this method is that we keep the video card and the CPU busy. if (m_particles.empty()) return ; // set render states pre_render(); m_device->SetTexture(0,m_texture); m_device->SetFVF(PARTICLE_FVF); m_device->SetStreamSource(0,m_vertex_buffer, sizeof (sParticle)); // // render batches one by one // // start at beginning if we're at the end of the vertex buffer if (m_vb_offset >= m_vb_num) m_vb_offset = 0; sParticle* v; m_vertex_buffer->Lock( m_vb_offset * sizeof (sParticle), m_vb_batch_num * sizeof (sParticle), ( void **)&v, m_vb_offset ? D3DLOCK_NOOVERWRITE : D3DLOCK_DISCARD); DWORD num_particles_in_batch = 0; // until all particles have been rendered for (list<sParticleAttribute>::iterator iter = m_particles.begin(); iter != m_particles.end(); iter++) { if (! iter->is_alive) continue ; // copy a batch of the living particles to the next vertex buffer segment v->position = iter->position; v->color = (D3DCOLOR) iter->color; v++; // next element num_particles_in_batch++; // if this batch full? if (num_particles_in_batch == m_vb_batch_num) { // draw the last batch of particles that was copied to the vertex buffer m_vertex_buffer->Unlock(); m_device->DrawPrimitive(D3DPT_POINTLIST,m_vb_offset,m_vb_batch_num); // // While that batch is drawing,start filling the next batch with particles. // // move the offset to the start of the next batch m_vb_offset += m_vb_batch_num; // Don't offset into memory that is outside the vb's range. // If we're at the end,start at the beginning. if (m_vb_offset >= m_vb_num) m_vb_offset = 0; m_vertex_buffer->Lock( m_vb_offset * sizeof (sParticle), m_vb_offset ? D3DLOCK_NOOVERWRITE : D3DLOCK_DISCARD); num_particles_in_batch = 0; // reset for new batch } } m_vertex_buffer->Unlock(); // Its possible that the LAST batch being filled never got rendered because the condition // (num_particles_in_batch == m_vb_batch_num) would not have been satisfied. // We draw the last partially filled batch now. if (num_particles_in_batch) m_device->DrawPrimitive(D3DPT_POINTLIST,num_particles_in_batch); m_vb_offset += m_vb_batch_num; // next block post_render(); // reset render states } 14.2.2 随机如果我们模拟雪花,不能让所有雪花以完全相同的方式落下。我们要让它们按相似的方式落下而不是完全相同的方式。为了使粒子系统的随机功能更简单,我们增加了下列两个函数到d3dUtility.h/cpp文件。 第一个函数在[low_bound,high_bound]区间内随机的返回一个float类型值:
float
get_random_float(
float
low_bound,
float
high_bound)
{ if (low_bound >= high_bound) // bad input return low_bound; // get random float in [0,1] interval float f = (rand() % 10000) * 0.0001f; // return float in [low_bound,high_bound] interval return f * (high_bound - low_bound) + low_bound; } 第二个函数在边界盒的范围内,输出一个随机的向量。
void
get_random_vector(D3DXVECTOR3*
out
,D3DXVECTOR3* min,D3DXVECTOR3* max) { out ->x = get_random_float(min->x,max->x); out ->y = get_random_float(min->y,max->y); out ->z = get_random_float(min->z,max->z); } (编辑:李大同) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |