【Visual C++】游戏开发笔记二十二 游戏基础物理建模(四) 粒子系统模拟(一)

本系列文章由zhmxy555（毛星云）编写，转载请注明出处。

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作者：毛星云 邮箱： [email protected] 期待着与志同道合的朋友们相互交流

本节内容主要讲解了在GDI中粒子的运用，为后续DirectX中粒子系统的讲解提供一个初步的认识。

一．基础知识讲解

1.基本概念

粒子是一种微小的物体，在数学上通常用点来表示其模型。我们可以把粒子想象成颗粒状的物体，如雪花，雨滴，沙尘，烟雾

等特殊的事物。又比如游戏中的怪物，晶体，材料，在需要的时候，也可以通过粒子来实现。俗话说“不积跬步，无以至千里,

不积小流,何以成江海”，单个的粒子是比较平凡的存在，但是如果将大量的粒子聚到一起，就可以实现很多神奇的效果了。

在C/C++中想要定义一个粒子是非常容易的。基本功扎实的朋友们肯定马上就可以想到，“结构体“是用来定义粒子类型的绝

佳武器。原则上用“类”也可以实现，但是在这里采用“结构体”将更加合适。

2.实现方法

如下面的这个结构体snow便是用来定义“雪花”粒子的：

struct snow
{
       int x;        //雪花的 X坐标
       int y;        //雪花的 Y坐标
       BOOL exist; //雪花是否存在
};

可以看出，上述结构体中有3个成员，分别是代表X坐标的x，代表Y坐标的y，与表示雪花是否存在的布尔型变量exist。

定义完粒子的结构体后，便可以实例化一个粒子数组了。

如果我们需要一个大小为50的snowfly数组，则可用一下两种方法来进行：

<1>在结构体的尾部加上我们需要实例化的对象

struct snow
{
       int x;        //雪花的 X坐标
       int y;        //雪花的 Y坐标
       BOOL exist; //雪花是否存在
}snowfly[50];

<2>单独定义

snow snowfly[50];

定义完之后，就可以在这个粒子数组的基础上，用代码进行相关功能的实现了。

以上就是粒子系统概念的一个简明扼要的讲解。而下面我们依旧是通过一个实例来巩固本节所学。

二、详细注释的源代码欣赏

在贴出全部的源代码之前，我们先把最关键的部分提出来先剖析一下，下面是本节实例的核心代码：

//全局变量声明
HINSTANCE hInst;
HBITMAP bg,snow,mask;  //用于贴图的三个HBITMAP变量
HDC	hdc,mdc,bufdc;
HWND	hWnd;
RECT	rect;
int i,count; //定义count用于计数

//****自定义绘图函数*********************************
// 1.窗口贴图
// 2.实现雪花纷飞的效果
void MyPaint(HDC hdc)
{

//创建粒子
	if(count<50)  //当粒子数小于50时，产生新的粒子，设定每个粒子的属性值
	{
		drop[count].x = rand()%rect.right; //将粒子的X坐标设为窗口中水平方向上的任意位置
		drop[count].y = 0;    //将每个粒子的Y坐标都设为"0"，即从窗口上沿往下落
		drop[count].exist = true; //设定粒子存在
		count++;   //每产生一个粒子后进行累加计数
	}


//贴上背景图到mdc中
	SelectObject(bufdc,bg);
	BitBlt(mdc,0,0,640,480,bufdc,0,0,SRCCOPY);

//首先判断粒子是否存在，若存在，进行透明贴图操作
	for(i=0;i<50;i++)
	{
		
		Sleep(1);
		if(drop[i].exist)
		{
			SelectObject(bufdc,mask);
			BitBlt(mdc,drop[i].x,drop[i].y,20,20,bufdc,0,0,SRCAND);

			SelectObject(bufdc,snow);
			BitBlt(mdc,drop[i].x,drop[i].y,20,20,bufdc,0,0,SRCPAINT);
			if(rand()%2==0)
				drop[i].x+=5;
			else 
				drop[i].x-=5;
			drop[i].y+=10;
			if(drop[i].y > rect.bottom)
			{
				drop[i].x = rand()%rect.right;
				drop[i].y = 0;
			}
		}
	
	}
	

//将mdc中的全部内容贴到hdc中
	BitBlt(hdc,0,0,640,480,mdc,0,0,SRCCOPY);

}

MyPaint函数的书写思路是，先初始化每个粒子，这里是共50个粒子。然后贴上背景图到mdc中，再用循环将各个粒子也贴

到mdc中，循环完成之后，再统一将mdc中的内容直接贴到hdc中。这样做的优点是比较直观，提高了贴图的效率。

下面就贴出全部详细注释的源代码，供大家学习，需要在自己机器上运行并学习提高的朋友，请点击文章末尾处贴出的地址进

行下载。源代码依旧是分为VC6.0和VS2010两个版本。这里贴出的是VC6.0版的：

#include "stdafx.h"
#include <stdio.h>

//全局变量声明
HINSTANCE hInst;
HBITMAP bg,snow,mask;  //用于贴图的三个HBITMAP变量
HDC	hdc,mdc,bufdc;
HWND	hWnd;
RECT	rect;
int i,count; //定义count用于计数




struct snow
{
	int x;
	int y;
	BOOL exist;
}drop[50];


//全局函数声明
ATOM				MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);
BOOL				InitInstance(HINSTANCE, int);
LRESULT CALLBACK	WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
void				MyPaint(HDC hdc);

//****WinMain函数，程序入口点函数************************************** 
int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance,
                     HINSTANCE hPrevInstance,
                     LPSTR     lpCmdLine,
                     int       nCmdShow)
{
	MSG msg;

	MyRegisterClass(hInstance);

	//初始化
	if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow)) 
	{
		return FALSE;
	}

	     
	//消息循环  
    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))   
    {  
        TranslateMessage(&msg);  
        DispatchMessage(&msg);  
    }  

	return msg.wParam;
}

//****设计一个窗口类，类似填空题，使用窗口结构体********************* 
ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)
{
	WNDCLASSEX wcex;

	wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX); 
	wcex.style			= CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
	wcex.lpfnWndProc	= (WNDPROC)WndProc;
	wcex.cbClsExtra		= 0;
	wcex.cbWndExtra		= 0;
	wcex.hInstance		= hInstance;
	wcex.hIcon			= NULL;
	wcex.hCursor		= NULL;
	wcex.hCursor		= LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
	wcex.hbrBackground	= (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);
	wcex.lpszMenuName	= NULL;
	wcex.lpszClassName	= "maple";
	wcex.hIconSm		= NULL;

	return RegisterClassEx(&wcex);
}

//****初始化函数*************************************  
// 1.加载位图资源
// 2.取得内部窗口区域信息  
BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)
{
	HBITMAP bmp;
	hInst = hInstance;

	hWnd = CreateWindow("maple", "浅墨的绘图窗口" , WS_OVERLAPPEDWINDOW,
		CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);

	if (!hWnd)
	{
		return FALSE;
	}

	MoveWindow(hWnd,10,10,600,450,true);
	ShowWindow(hWnd, nCmdShow);
	UpdateWindow(hWnd);

	hdc = GetDC(hWnd);
	mdc = CreateCompatibleDC(hdc);

	bufdc = CreateCompatibleDC(hdc);
	bmp = CreateCompatibleBitmap(hdc,640,480);

	SelectObject(mdc,bmp);


	

	bg = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"bg.bmp",IMAGE_BITMAP,rect.right,rect.bottom,LR_LOADFROMFILE); 
	snow = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"snow.bmp",IMAGE_BITMAP,20,20,LR_LOADFROMFILE); 
	mask = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"mask.bmp",IMAGE_BITMAP,20,20,LR_LOADFROMFILE); 
	GetClientRect(hWnd,&rect);


	
	SetTimer(hWnd,1,0,NULL);

	MyPaint(hdc);

	return TRUE;
}

//****自定义绘图函数*********************************
// 1.窗口贴图
// 2.实现雪花纷飞的效果
void MyPaint(HDC hdc)
{

//创建粒子
	if(count<50)  //当粒子数小于50时，产生新的粒子，设定每个粒子的属性值
	{
		drop[count].x = rand()%rect.right; //将粒子的X坐标设为窗口中水平方向上的任意位置
		drop[count].y = 0;    //将每个粒子的Y坐标都设为"0"，即从窗口上沿往下落
		drop[count].exist = true; //设定粒子存在
		count++;   //每产生一个粒子后进行累加计数
	}


//贴上背景图到mdc中
	SelectObject(bufdc,bg);
	BitBlt(mdc,0,0,640,480,bufdc,0,0,SRCCOPY);

//首先判断粒子是否存在，若存在，进行透明贴图操作
	for(i=0;i<50;i++)
	{
		
		Sleep(1);
		if(drop[i].exist)
		{
			SelectObject(bufdc,mask);
			BitBlt(mdc,drop[i].x,drop[i].y,20,20,bufdc,0,0,SRCAND);

			SelectObject(bufdc,snow);
			BitBlt(mdc,drop[i].x,drop[i].y,20,20,bufdc,0,0,SRCPAINT);
			if(rand()%2==0)
				drop[i].x+=5;
			else 
				drop[i].x-=5;
			drop[i].y+=10;
			if(drop[i].y > rect.bottom)
			{
				drop[i].x = rand()%rect.right;
				drop[i].y = 0;
			}
		}
	
	}
	

//将mdc中的全部内容贴到hdc中
	BitBlt(hdc,0,0,640,480,mdc,0,0,SRCCOPY);

}



//****消息处理函数***********************************
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	switch (message)
	{
		case WM_TIMER:                      //时间消息  
			MyPaint(hdc);                   //在消息循环中加入处理WM_TIMER消息，当接收到此消息时便调用MyPaint（）函数进行窗口绘图  
            break;  
		case WM_KEYDOWN:					 //按键消息  
			if(wParam==VK_ESCAPE)			 //按下【Esc】键
				PostQuitMessage(0);
			break;
		case WM_DESTROY:					 //窗口结束消息 
			DeleteDC(mdc);
			DeleteDC(bufdc);
			DeleteObject(bg);
			DeleteObject(snow);
			DeleteObject(mask);
			KillTimer(hWnd,1);             //窗口结束时，删除所建立的定时器       
			ReleaseDC(hWnd,hdc);
			PostQuitMessage(0);
			break;
		default:							//其他消息
			return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
   }
   return 0;
}

下面是运行后的截图效果：

可以看到窗口中有漫天飞舞的雪花，我们可以调节数组大小，及几处设定的数值的大小，来使雪花来得更猛烈些。

这张背景图是否有些熟悉呢？哈哈，喜欢打Dota的朋友们应该可以发现，这张图就是Dota的游戏原画（或者说是魔兽争霸Ⅲ

冰封王座的原画，因为Dota其实就是基于这款游戏的一张自定义多人对战地图罢了），左边的显然就是恐怖利刃TerroBlade

（咦，他的双刀呢？），中间远远在背后摆造型的是召唤师卡尔，而最右边的当然就是目前Dota中的“一姐”蛇发女妖美杜莎

了。

在文章末尾说点题外话吧。

由于这段时间事务繁杂，有接近一个多星期没更新博文了，在这里必须给一直期待着更新的朋友们说声抱歉，也需要给自己说

声抱歉，因为写博文不仅能分享知识和经验，也是整理自己思维的一个很好的途径。

浅墨以后会尽量做到一星期一更新，每周的新文章大概会在周一发表出来。为了保证文章的质量，浅墨觉得更新的节奏需要好

好把握，而且毕竟【Visual C++游戏开发】系列专栏的每一篇文章都基本上都是配有源码的（况且现在浅墨每次提供的都是

VC6.0和VS2010两个版本的源码-o-），每篇文章的配套源码也需要时间来写呢，可不能像小说一样每星期发表那么多章节，

况且浅墨平常事情很多，也没这精力呢~

关于大家提到的浅墨总是熬夜的问题，其实浅墨从来都不熬夜的- -。因为浅墨目前是在欧洲，经常是在当地时间晚上10点左右

把最新的文章发表出来，所以大家在中国看到的都是半夜3点4点左右发表的文章，所以不要以为浅墨是熬夜码字啦，那是因为

时差问题~~ -o-

还有那些需要学习资料的朋友，留下邮箱后（最好在最近更新的或者【Visual C++】游戏开发笔记系列的第一篇文章 【Visual C++】游戏开发笔记之一——API函数、DirectX的关键系统里留下邮箱，方便浅墨及时看到你的留言），浅墨会在该周的周末做统一发送（不出特殊情况就是周末晚上发送，算上欧洲和国内5小时的时差，大家大概周一早

上既可以收到），由于附件的保质期是30天，希望收到邮件的朋友们及时下载。

好了，本篇就写到这里吧，谢谢大家的观赏，下面依旧是放出两个版本的源代码供大家下载学习)(当然，必须是零资源分下载^^)：

本篇文章VS2010版的配套源码请点击这里下载：【VS2010版】【Visual C++】

Code_Note_22

本篇文章VC6.0版的配套源码请点击这里下载： 【VC6.0版】【Visual C++】

Code_Note_22

感谢一直支持【Visual C++】游戏开发笔记系列专栏的朋友们，也恳请大家继续关注我的专栏。

目前在讲的GDI只是前奏。DirectX 11会在GDI梳理完后进行深入讲解，敬请期待~~

【Visual C++】游戏开发 系列文章才刚刚展开一点而已，因为游戏世界实在是太博大精深了~

但我们不能着急，得慢慢打好基础。做学问最忌好高骛远，不是吗？

浅墨希望看到大家的留言，希望与大家共同交流，希望得到睿智的评论（即使是批评）。

你们的支持是我写下去的动力~

精通游戏开发的路还很长很长，非常希望能和大家一起交流，共同学习，共同进步。

大家看过后觉得值得一看的话，可以顶一下这篇文章，你们的支持是我继续写下去的动力~

如果文章中有什么疏漏的地方，也请大家指正。也希望大家可以多留言来和我探讨相关的问题。

最后，谢谢你们一直的支持~~~

——————————浅墨于2012年5月20日