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我一直想写它有一段时间了……作为大学的一个项目，我（和朋友）写了一个需要良好爆炸和粒子效果的游戏。我们遇到了一些问题，我们非常优雅地解决了（我认为），我想分享知识。

好的，所以我们找到了这个教程：Make a Particle Explosion Effect，它看起来很容易使用 Java 和 JOGL 来实现。在我回答我们如何实现本教程之前，我将解释渲染是如何完成的：

Camera：只是一个标准正交基，这基本上意味着它包含 3 个归一化正交向量和一个表示相机位置的第 4 个向量。渲染是使用gluLookAt：

glu.gluLookAt(cam.getPosition().getX(), cam.getPosition().getY(), cam.getPosition().getZ(), 
              cam.getZ_Vector().getX(), cam.getZ_Vector().getY(), cam.getZ_Vector().getZ(), 
              cam.getY_Vector().getX(), cam.getY_Vector().getY(), cam.getY_Vector().getZ());

这样相机的z向量实际上是目标，y向量是“向上”向量，而位置是，嗯……位置。

那么（如果用问题风格来表示），如何实现一个好的粒子效果呢？

PS：所有代码示例和游戏截图（包括答案​​和问题）均取自游戏，托管在此处：Astroid Shooter

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好吧，让我们看看我们如何首先处理粒子的实现：我们有一个Sprite代表单个粒子的抽象类：

protected void draw(GLAutoDrawable gLDrawable) {
    // each sprite has a different blending function.
    changeBlendingFunc(gLDrawable);

    // getting the quad as an array of length 4, containing vectors
    Vector[] bb = getQuadBillboard();
    GL gl = gLDrawable.getGL();

    // getting the texture
    getTexture().bind();

    // getting the colors
    float[] rgba = getRGBA();
    gl.glColor4f(rgba[0],rgba[1],rgba[2],rgba[3]);

    //draw the sprite on the computed quad
    gl.glBegin(GL.GL_QUADS);
    gl.glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); gl.glVertex3d(bb[0].x, bb[0].y, bb[0].z);
    gl.glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); gl.glVertex3d(bb[1].x, bb[1].y, bb[1].z);
    gl.glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); gl.glVertex3d(bb[2].x, bb[2].y, bb[2].z);
    gl.glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); gl.glVertex3d(bb[3].x, bb[3].y, bb[3].z);
    gl.glEnd();
}

我们这里的大多数方法调用都很容易理解，这并不奇怪。渲染非常简单。在该display方法上，我们首先绘制所有不透明的对象，然后，我们将所有的Sprites 并排序（与相机的平方距离），然后绘制粒子，以便首先绘制离相机较远的粒子。但我们必须在这里更深入地研究的是方法getQuadBillboard。我们可以理解，每个粒子都必须“坐在”一个垂直于相机位置的平面上，就像这里： 垂直于相机精灵 计算这样一个垂直平面的方法并不难：

  1. substruct 粒子位置从相机位置得到一个垂直于平面的向量，并对其进行归一化，因此可以将其用作平面的法线。现在一个平面由我们现在拥有的法线和位置紧密定义（粒子位置是平面经过的点）

  2. Y通过标准化相机矢量在平面上的投影来计算四边形的“高度” 。您可以通过计算得到投影向量：H = cam.Y - normal * (cam.Y dot normal)

  3. 通过计算创建四边形的“宽度”W = H cross normal

  4. 返回 4 个点/向量：{position+H+W,position+H-W,position-H-W,position-H+W}

但并非所有精灵都这样，有些不是垂直的。例如，冲击波环精灵，或飞行的火花/烟雾轨迹： 在此处输入图像描述 所以每个精灵都必须给它自己独特的“广告牌”。顺便说一句，烟雾轨迹和飞行精灵火花的计算也是一个挑战。我们创建了另一个抽象类，我们称之为：LineSprite. 我将跳过这里的解释，您可以在这里查看代码：LineSprite.

嗯，第一次尝试很好，但是出现了一个意想不到的问题。这是一个说明问题的屏幕截图： 在此处输入图像描述 如您所见，精灵彼此相交，所以如果我们查看相交的 2 个精灵，第一个精灵的一部分在第二个精灵的后面，而另一部分在前面第二个精灵，这导致了一些奇怪的渲染，交叉点的线是可见的。请注意，即使我们禁用glDepthMask了 ，在渲染粒子时，结果仍然会显示相交线，因为每个精灵中发生了不同的混合。所以我们必须以某种方式使精灵不相交。我们的想法真的很酷。

你知道所有这些非常酷的3D 街头艺术吗？这是一张强调这个想法的图片：

在此处输入图像描述

我们认为这个想法可以在我们的游戏中实现，所以精灵不会相互交叉。这是一张图片来说明这个想法：

在此处输入图像描述

基本上，我们让所有的精灵都在平行平面上，所以不会发生交叉。并且它没有影响可见数据，因为它保持不变。从其他角度看，它会显得有些拉长，但从相机的角度来看，它仍然看起来很棒。所以对于实施：

当得到代表一个四边形广告牌的4个向量，以及粒子的位置时，我们需要输出一组新的4个向量，代表原始的四边形广告牌。如何做到这一点的想法在这里得到了很好的解释：Intersection of a plane and a line。我们有由相机位置和 4 个向量中的每一个定义的“线”。我们有平面，因为我们可以使用我们的相机Z矢量作为法线，以及粒子的位置。此外，用于对精灵进行排序的比较函数会有一个小的变化。它现在应该使用由我们的相机正交基定义的齐次矩阵，实际上，计算就像计算一样简单：cam.getZ_Vector().getX()*pos.getX() + cam.getZ_Vector().getY()*pos.getY() + cam.getZ_Vector().getZ()*pos.getZ();. 我们应该注意的另一件事是，如果一个粒子超出了相机的视角，即在相机后面，我们不想看到它，尤其是，我们不想计算它的投影（可以导致一些非常奇怪和迷幻的效果......）。剩下的就是展示最后一Sprite堂课

结果非常好：

在此处输入图像描述

希望对您有所帮助，希望得到您对这篇“文章”（或游戏:} 的评论，您可以随意探索、分叉和使用...）

于 2012-09-16T12:24:43.163 回答