[发明专利]一种基于粒子系统的火焰模拟加速改进算法

摘要

本发明公开了一种基于粒子系统的火焰模拟加速改进算法，包括如下步骤：(1)预处理生成轨迹来记录粒子的加速度、颜色和生命值属性；(2)粒子发射器生成粒子；(3)为每个粒子分配一条轨迹；(4)从轨迹获得粒子的以上三种属性并更新粒子其他属性，若粒子达到轨迹末帧则转第5步；渲染粒子；更新轨迹信息，若轨迹生命为0则转步骤(6)；本步骤循环直至系统退出；(5)重新生成粒子并分配轨迹；(6)重新计算轨迹并重新生成该轨迹上所有粒子。本发明与传统粒子系统的方法以及轨迹法相比，其优点是一方面大幅降低了传统方法的计算量，起到了加速的作用；另一方面克服了轨迹法渲染的失真问题，并能支持大规模表面燃烧的渲染，起到了改进的作用。

主权项

一种基于粒子系统的火焰模拟加速改进算法，其特征在于包括如下步骤：假定当前系统模拟的火焰需要n个粒子和m条轨迹；步骤1：预处理对n个粒子进行模拟计算，直到所有m个粒子都完成一整个生命周期，并且在模拟过程中记录下粒子每一帧的属性，从而形成轨迹，所述轨迹包括以下属性：加速度、颜色、生命值；模拟计算的具体操作包括：由作用力管理器生产下一帧的加速度，生命值＝生命值‑更新时间×系数，颜色＝初始颜色+(最终颜色‑初始颜色)×生命值；预处理后得到m条轨迹；步骤2：生成粒子由粒子发射器按照定义的规则随机产生n个粒子的初始位移和速度；步骤3：分配粒子轨迹对于生成的每一个粒子，为其选择一条轨迹；步骤4：更新和渲染(1)更新粒子属性：对于每个粒子，拷贝其所属轨迹中对应当前帧的属性作为粒子当前属性，即粒子加速度＝轨迹加速度，粒子颜色＝轨迹颜色，粒子生命值＝轨迹生命值，然后更新粒子其他属性，若粒子已经到达轨迹的最后一帧，则进入步骤5；(2)渲染粒子；(3)更新轨迹生命值属性，即生命值＝生命值‑更新时间×系数，其中系数为步骤1中所述的系数，如果轨迹的生命小于0，进入步骤6；(4)循环步骤4，直到系统退出；步骤5：重新生成粒子若有1个粒子完成了生命周期，则粒子发射器重新生成一个粒子，具体操作如步骤2；步骤6：重新计算轨迹若有1条轨迹完成了生命周期，则用1个粒子重新进行一次模拟计算，具体操作如步骤1，完成后得到一条新的轨迹，将新的轨迹的属性覆盖原有轨迹的属性，然后将原粒子链表中的粒子全部进行一次重新生成，具体操作如步骤4。