OpenGL實現的煙花粒子系統

最近在學習OpenGL，看到一個網友寫的煙花系統非常漂亮，自己也實現一下，作為學習的練習。代碼分別在VC和Android上實現。

基本原理：

物理上，粒子首先向上做勻減速直線運動，s = v * t，v = a * t；x、z方向速度是0。到最高點之後，360度均勻炸開成24束小粒子，x、z方向做勻速直線運動，vx = r * sin(radian)，vz = r * cos(radian)；y方向做勻加速直線運動。拖尾的實現原理是每個粒子後面跟一串粒子，就像一只雞媽媽後面領了大小一隊雞娃娃，粒子娃娃的位置依次是粒子媽媽最近N次運動經過的位置（N表示後面跟的粒子娃娃個數），粒子娃娃的大小分別為：size_baby = size_mother * (1 - (float)n/N)；類似地，粒子娃娃的透明效果：alpha_baby = alpha_mother * (1 - (float)n/N)，很簡單，但是實現的尾跡效果不錯呢，如果追求更好的效果，可以試試一些遞減的非線性函數，比如1 - sin(3.141593f/2*n/N)。

數據結構：

1. const int MAX_FIRE = 5; // 最多5個煙花
2. const int MAX_PARTICLES = 24; // 每個煙花升空散開的小煙花個數
3. const int MAX_TAIL = 30; // 煙花尾跡數
5. typedef struct {
6. float r, g, b; /* color */
7. float x, y, z; /* position */
8. float xs, ys, zs; /* speed */
9. float xg, yg, zg; /* gravity */
10. boolean up; /* up or down */
11. } Particle;
13. typedef struct {
14. Particle particle[MAX_PARTICLES][MAX_TAIL]; // 煙花系統數組
15. float life, fade, rad; // 生命，衰減速度，x-z平面上的運動速度
16. } Fire;
18. Fire fire[MAX_FIRE];

初始化：

1. for(int loop = 0; loop < MAX_FIRE; loop++) {
2. resetFire(loop);
3. }//for loop end
5. void resetFire(int loop) {
6. // init position
7. float xtemp = rand()%30 - 15.f;
8. float ytemp = -1*rand()%5 - 15.f;//8.f;
9. float ztemp = -1*rand()%5 - 15.f;//100.f;
10. float speed = rand()%5 + 15.f;
12. fire[loop].life = 1.5f;//1.0f;
13. fire[loop].fade = (float) ((rand()%100)/20000 + 0.002);
14. fire[loop].rad = rand()%3 + 4.0f;
16. for (int loop1 = 0; loop1 < MAX_PARTICLES; loop1++) {
17. Particle* pat = &fire[loop].particle[loop1][0];
18. //初始顏色
19. pat->r = 1.0f; pat->g = 1.0f; pat->b = 1.0f;
20. //初始位置
21. pat->x = xtemp; pat->y = ytemp; pat->z = ztemp;
22. //初始速度
23. pat->xs = 0.0f; pat->ys = speed; pat->zs = 0.0f;
24. //初始加速度
25. pat->xg = 0.0f; pat->yg = -5.f; pat->zg = 0.0f;
26. pat->up = true;
28. //尾部初始化
29. for(int loop2 = 1; loop2 < MAX_TAIL; loop2++) {
30. pat = &fire[loop].particle[loop1][loop2];
31. pat->x = fire[loop].particle[loop1][0].x;
32. pat->y = fire[loop].particle[loop1][0].y;
33. pat->z = fire[loop].particle[loop1][0].z;
34. } //for loop2 end
35. }//for loop1 end
36. }