[发明专利]一种基于多线程的粒子控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图形学领域，尤其涉及一种基于多线程的粒子控制系统。

背景技术

构造复杂物体的模型是计算机图形学的一个课题，这里的“复杂”是指某种物体的形状无法或很难用经典的欧几里得几何来描述。欧氏几何的主要描述工具是直线、平滑的曲线、平面及边界整齐的平滑曲面，这些工具在描述一些抽象图形或人造物体的形态是非常有利的，但对一些如云彩、火焰、浪花、雨雪山峰等自然景象形态就显得无能为力了。由欧氏几何来看，他们的形态是无规则的，动态变化的，在构造这类型负责物体的几何模型时需要大量的数据，而且这些数据随机性很强，数据库十分复杂，计算量相当大，这在实际应用中是行不通的。用于自然景物规模很大，不同的观察级别具有不同的细节，即使轮廓大致相同的物体，但仔细看起来却各不相同，若要真实的再现它们，则需要大量的设计时间和存储空间，而且声称的景物有可能过于单调，与真实世界相差很远。而对于风、浪等边界模糊的景物更是无法用传统动画描述。

Reeves于1983年提出了粒子系统为模糊物体建模的方法。其基本思想是把模糊物体看作众多粒子组成的粒子团，粒子可看作简单的点。各粒子均有自己的属性，如颜色，形状，大小，生存周期，速度等等，系统在不同时刻的状态由粒子的动力学性质决定，粒子随时间的推移而不断变化。Reeves使用粒子系统建立了火墙、爆炸以及草的粒子系统模型，并为电影《星球大战》绘制了星系爆炸的场面。

粒子系统的优点是能够展现对象的动态特征，但由于组成各种物体的属性及运动规律不同，故仍然需要结合应用进行研究，难度在于运动规律的提取以及实时绘制。

当粒子数量较多的时候，会占用大量的存储资源，于是引用一个粒子数据池的概念，即粒子生成状态的资源池：

资源池是管理与共享资源的一种缓存机制。系统建立在一个资源池是，通常会预先创建一定数量的资源放入池中；当某一个客户程序申请资源时，资源池也可以将这些预先创建的资源分配给客户程序；当资源使用完毕后，资源池再将这些资源回收并可分配给其他客户程序。资源池通过循环利用系统中那些不再使用的资源，避免了因频繁创建与撤销资源而带来的开销，这对于创建成本较高的网络连接、数据库连接、线程等系统资源特别有意义。

但是在电视节目制作中，当粒子数量较多的时候，还是会出现计算不实时的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种基于多线程的粒子控制方法和系统，通过采用多线程的粒子系统及粒子数据池，达到了实时计算的目的。

为了达到上述目的，本发明实施例一方面提供了一种基于多线程的粒子控制方法，包括，导入粒子系统，其特征在于，包括：

解析对粒子的操作类型，根据不同的操作类型分配第一独立线程、第二独立线程和第三独立线程；

启用所述第一独立线程设置粒子生成方式、粒子生成频率和粒子生成状态；

根据动画需要启用所述第二独立线程生成粒子，对粒子的颜色、速度和大小进行修改；

将所述粒子生成状态的数据储存到粒子数据池，并启用第三独立线程用于渲染粒子，所述粒子数据池用来存储、分配和回收所述粒子生成状态的数据。

本发明实施例另一方面提供了一种基于多线程的粒子控制装置，其特征在于，包括：

线程分配模块：用于解析对粒子的操作类型，根据不同的操作类型分配第一独立线程、第二独立线程和第三独立线程；

粒子状态设置模块：用于启用所述第一独立线程设置粒子生成方式、粒子生成频率和粒子生成状态；

粒子生成和修改模块：根据动画需要启用所述第二独立线程生成粒子，对粒子的颜色、速度和大小进行修改；

粒子计算模块：将所述粒子生成状态的数据储存到粒子池，并启用第三独立线程用于渲染粒子，所述粒子数据池用来存储、分配和回收所述粒子生成状态的数据。

本发明实施例通过导入粒子系统，启用所述第一独立线程设置粒子生成方式、粒子生成频率和粒子生成状态，根据动画需要启用所述第二独立线程生成粒子，对粒子的颜色、速度和大小进行修改，将粒子生成状态储存到粒子池，并启用第三独立线程用于渲染粒子，所述粒子数据池用来存储、分配和回收所述粒子生成状态的数据，使粒子的生成和修改的效率更高，粒子的计算更加实时，提高了节目制作效率，满足了节目制作对实时性的需求。

附图说明