最近在学习OpenGL,看到一个网友写的烟花系统,非常漂亮,自己也实现一下,作为学习的练习。代码分别在VC和Android上实现,稍后我传上去,大家可以下载交流。
基本原理:
物理上,粒子首先向上做匀减速直线运动,s = v * t,v = a * t;x、z方向速度是0。到最高点之后,360度均匀炸开成24束小粒子,x、z方向做匀速直线运动,vx = r * sin(radian),vz = r * cos(radian);y方向做匀加速直线运动。拖尾的实现原理是每个粒子后面跟一串粒子,就像一只鸡妈妈后面领了大小一队鸡娃娃,粒子娃娃的位置依次是粒子妈妈最近N次运动经过的位置(N表示后面跟的粒子娃娃个数),粒子娃娃的大小分别为:size_baby = size_mother * (1 - (float)n/N);类似地,粒子娃娃的透明效果:alpha_baby = alpha_mother * (1 - (float)n/N),很简单,但是实现的尾迹效果不错呢,如果追求更好的效果,可以试试一些递减的非线性函数,比如1 - sin(3.141593f/2*n/N)。
数据结构:
const int MAX_FIRE = 5; // 最多5个烟花 const int MAX_PARTICLES = 24; // 每个烟花升空散开的小烟花个数 const int MAX_TAIL = 30; // 烟花尾迹数 typedef struct { float r, g, b; /* color */ float x, y, z; /* position */ float xs, ys, zs; /* speed */ float xg, yg, zg; /* gravity */ boolean up; /* up or down */ } Particle; typedef struct { Particle particle[MAX_PARTICLES][MAX_TAIL]; // 烟花系统数组 float life, fade, rad; // 生命,衰减速度,x-z平面上的运动速度 } Fire; Fire fire[MAX_FIRE];
初始化:
for(int loop = 0; loop < MAX_FIRE; loop++) { resetFire(loop); }//for loop end void resetFire(int loop) { // init position float xtemp = rand()%30 - 15.f; float ytemp = -1*rand()%5 - 15.f;//8.f; float ztemp = -1*rand()%5 - 15.f;//100.f; float speed = rand()%5 + 15.f; fire[loop].life = 1.5f;//1.0f; fire[loop].fade = (float) ((rand()%100)/20000 + 0.002); fire[loop].rad = rand()%3 + 4.0f; for (int loop1 = 0; loop1 < MAX_PARTICLES; loop1++) { Particle* pat = &fire[loop].particle[loop1][0]; //初始颜色 pat->r = 1.0f; pat->g = 1.0f; pat->b = 1.0f; //初始位置 pat->x = xtemp; pat->y = ytemp; pat->z = ztemp; //初始速度 pat->xs = 0.0f; pat->ys = speed; pat->zs = 0.0f; //初始加速度 pat->xg = 0.0f; pat->yg = -5.f; pat->zg = 0.0f; pat->up = true; //尾部初始化 for(int loop2 = 1; loop2 < MAX_TAIL; loop2++) { pat = &fire[loop].particle[loop1][loop2]; pat->x = fire[loop].particle[loop1][0].x; pat->y = fire[loop].particle[loop1][0].y; pat->z = fire[loop].particle[loop1][0].z; } //for loop2 end }//for loop1 end }
粒子运动和渲染主逻辑:
int DrawGLScene(GLvoid) { // Here's Where We Do All The Drawing glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // Clear Screen And Depth Buffer glLoadIdentity(); // Reset The ModelView Matrix // 背景颜色随最亮的烟花颜色变化 float rgb_max_value = 0.0f; for(int loop = 0; loop < MAX_FIRE; loop++) { float rgb_value = fire[loop].particle[0][0].r + fire[loop].particle[0][0].g + fire[loop].particle[0][0].b; if (rgb_value > rgb_max_value) { rgb_max_value = rgb_value; glColor4f(fire[loop].particle[0][0].r, fire[loop].particle[0][0].g, fire[loop].particle[0][0].b, 1.0f); } } // 画背景图 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[1]); glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP); // Build Quad From A Triangle Strip float w = 0.05522847498307933984022516322796f, h = 0.04142135623730950488016887242097f; // h = tan(45.f/2) * 0.1f; w = 640.f/480.f*h; glTexCoord2d(1,1); glVertex3f(w, h, -0.1f); // Top Right glTexCoord2d(0,1); glVertex3f(-w, h, -0.1f); // Top Left glTexCoord2d(1,0); glVertex3f(w, -h, -0.1f); // Bottom Right glTexCoord2d(0,0); glVertex3f(-w, -h, -0.1f); // Bottom Left glEnd(); // Done Building Triangle Strip // 画粒子,更新粒子位置和生命 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]); for(int loop = 0; loop < MAX_FIRE; loop++) { int color = rand()%12; for (int loop1 = 0; loop1 < MAX_PARTICLES; loop1++) { for(int loop2 = 0; loop2 < MAX_TAIL; loop2++) { float x = fire[loop].particle[loop1][loop2].x; float y = fire[loop].particle[loop1][loop2].y; float z = fire[loop].particle[loop1][loop2].z + zoom; float dt = 1 - (float)loop2/MAX_TAIL; glColor4f(fire[loop].particle[loop1][0].r, fire[loop].particle[loop1][0].g, fire[loop].particle[loop1][0].b, fire[loop].life * dt); float size = 0.5f * dt; glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP); // Build Quad From A Triangle Strip glTexCoord2d(1,1); glVertex3f(x+size,y+size,z); // Top Right glTexCoord2d(0,1); glVertex3f(x-size,y+size,z); // Top Left glTexCoord2d(1,0); glVertex3f(x+size,y-size,z); // Bottom Right glTexCoord2d(0,0); glVertex3f(x-size,y-size,z); // Bottom Left glEnd(); // Done Building Triangle Strip } // update position for(int loop2 = MAX_TAIL-1; loop2 > 0; loop2--) { fire[loop].particle[loop1][loop2].x = fire[loop].particle[loop1][loop2-1].x; fire[loop].particle[loop1][loop2].y = fire[loop].particle[loop1][loop2-1].y; fire[loop].particle[loop1][loop2].z = fire[loop].particle[loop1][loop2-1].z; } //for loop2 end fire[loop].particle[loop1][0].x += fire[loop].particle[loop1][0].xs / (slowdown * 1000); fire[loop].particle[loop1][0].y += fire[loop].particle[loop1][0].ys / (slowdown * 1000); fire[loop].particle[loop1][0].z += fire[loop].particle[loop1][0].zs / (slowdown * 1000); // update y speed float yd = fire[loop].particle[loop1][0].yg / (slowdown * 1000); fire[loop].particle[loop1][0].ys += yd; if (fire[loop].particle[loop1][0].up && fire[loop].particle[loop1][0].ys < -yd) { fire[loop].particle[loop1][0].up = false; //int color = rand()%12; fire[loop].particle[loop1][0].r = colors[color][0]; fire[loop].particle[loop1][0].g = colors[color][1]; fire[loop].particle[loop1][0].b = colors[color][2]; // x-z speed double radian = 3.14159*loop1*15.0/180.0; fire[loop].particle[loop1][0].xs = (float)(fire[loop].rad*sin(radian)); fire[loop].particle[loop1][0].zs = (float)(fire[loop].rad*cos(radian)); } if (keys[VK_UP] && fire[loop].particle[loop1][0].yg < 1.5f) { fire[loop].particle[loop1][0].yg += 0.01f; } if (keys[VK_DOWN] && fire[loop].particle[loop1][0].yg > -1.5f) { fire[loop].particle[loop1][0].yg -= 0.01f; } if (keys[VK_LEFT] && fire[loop].particle[loop1][0].xg < 1.5f) { fire[loop].particle[loop1][0].yg += 0.01f; } if (keys[VK_RIGHT] && fire[loop].particle[loop1][0].xg > -1.5f) { fire[loop].particle[loop1][0].yg -= 0.01f; } } fire[loop].life -= fire[loop].fade; if (fire[loop].life < 0) { resetFire(loop); } } if (keys[VK_TAB]) { // Tab Key Causes A Burst for (int loop = 0; loop < MAX_FIRE; loop++) { resetFire(loop); } } return TRUE; }
粒子的生命(life)减少到0时,粒子死亡,用alpha值来表示。
效果图:
推荐学习:
1,《OpenGL编程指南》,此书被广大OpenGL学习者称为红宝书,是Khronos小组编写的官方指南,质量和权威性毋庸置疑,但是比较枯燥,大家可以配合NEHE教程学习;
2,NEHE的OpenGL网络教程(http://nehe.gamedev.net/),这个教程由48个例子组成,作者从建立一个开发框架开始,用例子详细讲解OpenGL,非常值得看。
代码下载:
VC平台:http://download.csdn.net/detail/ynnmnm/3894301
Android平台:http://download.csdn.net/detail/ynnmnm/3724974(android平台的代码是在模拟器上调的,由于模拟器很慢,帧数很低,运行的时候要按向上键减小slowdown,以加快速度,如果拿到手机上运行,可以参考一下vc实现设置的初始y方向速度和加速度,修改一下即可。)
update 1——2014.09.10
程序写完之后,很久没有再回来看了。今天看了我传到csdn下载的资源评价,发现有同学反应几个问题:
VC平台:1. 编译不过;2. 运行报错;3. 运行没有爆炸效果。
我仔细检查了一下,发现主要是64位系统支持的问题,已经修复了。这里说一下修复方法:
1. 编译报错,原因可能是在64位系统,有些静态库默认链接64位的。修改库的路径,强制链接32位库就可以了。比如,在我现在的机器配置下,win8.1 64位+vs2013,因为win8.1 sdk自带了32位和64位的glu32.lib,默认加载64位,所以编译会报错error LNK2019: 无法解析的外部符号 _gluPerspective@32。我把这行代码#pragma comment(lib, "glu32.lib")改为#pragma comment(lib, "C:/Program Files (x86)/Windows Kits/8.1/Lib/winv6.3/um/x86/glu32.lib")就可以了。
2. 运行报错,这个很可能是因为缺少dll库;库文件需要根据32位或64位分别放到相应目录。
我在csdn下载频道放了所有依赖库,但是不是最新的,11年写这篇文章的时候放上去的,但是可以使用。下载链接:http://download.csdn.net/detail/ynnmnm/3759504
lib库推荐放到
..\vs安装目录\VC\lib,比如我的机器上是:D:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 12.0\VC\lib 或者
..\Windows Kits\Lib\um\x86 or x64,比如我的机器上是:C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.1\Lib\winv6.3\um\x86
dll
对于32位机器,一律放到C:\Windows\System32目录下
对于64位机器,32位库放到C:\Windows\SysWOW64目录下,比如
glut.dll --> C:\Windows\System32
glu32.dll/glut32.dll/glew32.dll/glew32mx.dll --> C:\Windows\SysWOW64
3. 运行没有爆炸效果。我仔细检查了代码,发现是因为粒子生命是逐帧减少的,有的机器性能比较好,fps很高,以至于粒子还没开始散落,生命就终结了。定帧或者让生命减少跟时间相关就可以了,比如,可以在fireworks::Initialize()方法中加上FPS::Instance()->fixFps(60);,或者在粒子生命减少的地方乘以当帧经过的时间。亲测ok。
现在,我家里和单位机器都是win8.1 64位+vs2013,按照以上方法修改之后,可以编译通过,完美运行,效果跟上文截图一样。
Android平台:主要反映1. 运行不了;2. 运行没效果。
这个很抱歉,11年写这篇文章的时候我还没android手机,当时在模拟器上运行的,效果跟win32平台的效果一模一样。看看project.properties中的target=3就知道很古老了。只能等以后有空了再修改了。