在虚拟战场中,有些诸如烟雾、火焰、雨雪等自然现象和不规则对象,它们不仅有复杂的逻辑结构,而且还会动态地发生变换,很难用传统的几何建模方式来表现。粒子系统(Particle System)是迄今为止计算机图形学中用于描述不规则对象最成熟的理论之一,也是视景仿真领域模拟自然现象和特殊效果的方法中视觉效果最好的一种。粒子系统的基本思想是,采用大量具有一定生命和属性的微小粒子图元作为基本元素来描述不规则对象。粒子系统中的每一个粒子具有形状、大小、颜色、透明度、运动速度、运动方向、生命周期等相关属性,其中很多属性都可以是时间的函数。随着时间的推移,每个粒子都会经历“产生”、“活动”和“消亡”三个阶段。特定的粒子系统一般都是基于物理模型的,这样才能模拟出真实的效果,比如对重力场的模拟,对自然风的模拟等。一般而言,创建特定的粒子系统是一个比较复杂的过程,不仅要考虑真实的物理模型和相应的动力学规律,还需要对粒子的大量属性分别设置。
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