游戏基础物理建模-粒子系统模拟
一．基础知识讲解
1.基本概念
粒子是一种微小的物体，在数学上通常用点来表示其模型。我们可以把粒子想象成颗粒状的物体，如雪花，雨滴，沙尘，烟雾
等特殊的事物。又比如游戏中的怪物，晶体，材料，在需要的时候，也可以通过粒子来实现。俗话说“不积跬步，无以至千里,
不积小流,何以成江海”，单个的粒子是比较平凡的存在，但是如果将大量的粒子聚到一起，就可以实现很多神奇的效果了。
在C/C++中想要定义一个粒子是非常容易的。基本功扎实的朋友们肯定马上就可以想到，“结构体“是用来定义粒子类型的绝
佳武器。原则上用“类”也可以实现，但是在这里采用“结构体”将更加合适。
2.实现方法
如下面的这个结构体snow便是用来定义“雪花”粒子的：
- struct snow
- {
- int x; //雪花的 X坐标
- int y; //雪花的 Y坐标
- BOOL exist; //雪花是否存在
- };
可以看出，上述结构体中有3个成员，分别是代表X坐标的x，代表Y坐标的y，与表示雪花是否存在的布尔型变量exist。
定义完粒子的结构体后，便可以实例化一个粒子数组了。
如果我们需要一个大小为50的snowfly数组，则可用一下两种方法来进行：
<1>在结构体的尾部加上我们需要实例化的对象
- struct snow
- {
- int x; //雪花的 X坐标
- int y; //雪花的 Y坐标
- BOOL exist; //雪花是否存在
- }snowfly[50];
<2>单独定义
- snow snowfly[50];
定义完之后，就可以在这个粒子数组的基础上，用代码进行相关功能的实现了。
以上就是粒子系统概念的一个简明扼要的讲解。而下面我们依旧是通过一个实例来巩固本节所学。
二、详细注释的源代码欣赏
在贴出全部的源代码之前，我们先把最关键的部分提出来先剖析一下，下面是本节实例的核心代码：
- //全局变量声明
- HINSTANCE hInst;
- HBITMAP bg,snow,mask; //用于贴图的三个HBITMAP变量
- HDC hdc,mdc,bufdc;
- HWND hWnd;
- RECT rect;
- int i,count; //定义count用于计数
- //****自定义绘图函数*********************************
- // 1.窗口贴图
- // 2.实现雪花纷飞的效果
- void MyPaint(HDC hdc)
- {
- //创建粒子
- if(count<50) //当粒子数小于50时，产生新的粒子，设定每个粒子的属性值
- {
- drop[count].x = rand()%rect.right; //将粒子的X坐标设为窗口中水平方向上的任意位置
- drop[count].y = 0; //将每个粒子的Y坐标都设为"0"，即从窗口上沿往下落
- drop[count].exist = true; //设定粒子存在
- count++; //每产生一个粒子后进行累加计数
- }
- //贴上背景图到mdc中
- SelectObject(bufdc,bg);
- BitBlt(mdc,0,0,640,480,bufdc,0,0,SRCCOPY);
- //首先判断粒子是否存在，若存在，进行透明贴图操作
- for(i=0;i<50;i++)
- {
- Sleep(1);
- if(drop[i].exist)
- {
- SelectObject(bufdc,mask);
- BitBlt(mdc,drop[i].x,drop[i].y,20,20,bufdc,0,0,SRCAND);
- SelectObject(bufdc,snow);
- BitBlt(mdc,drop[i].x,drop[i].y,20,20,bufdc,0,0,SRCPAINT);
- if(rand()%2==0)
- drop[i].x+=5;
- else
- drop[i].x-=5;
- drop[i].y+=10;
- if(drop[i].y > rect.bottom)
- {
- drop[i].x = rand()%rect.right;
- drop[i].y = 0;
- }
- }
- }
- //将mdc中的全部内容贴到hdc中
- BitBlt(hdc,0,0,640,480,mdc,0,0,SRCCOPY);
- }
MyPaint函数的书写思路是，先初始化每个粒子，这里是共50个粒子。然后贴上背景图到mdc中，再用循环将各个粒子也贴
到mdc中，循环完成之后，再统一将mdc中的内容直接贴到hdc中。这样做的优点是比较直观，提高了贴图的效率。
下面就贴出全部详细注释的源代码，供大家学习，需要在自己机器上运行并学习提高的朋友，请点击文章末尾处贴出的地址进
行下载。源代码依旧是分为VC6.0和VS2010两个版本。这里贴出的是VC6.0版的：
- #include "stdafx.h"
- #include <stdio.h>
- //全局变量声明
- HINSTANCE hInst;
- HBITMAP bg,snow,mask; //用于贴图的三个HBITMAP变量
- HDC hdc,mdc,bufdc;
- HWND hWnd;
- RECT rect;
- int i,count; //定义count用于计数
- struct snow
- {
- int x;
- int y;
- BOOL exist;
- }drop[50];
- //全局函数声明
- ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);
- BOOL InitInstance(HINSTANCE, int);
- LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
- void MyPaint(HDC hdc);
- //****WinMain函数，程序入口点函数**************************************
- int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance,
- HINSTANCE hPrevInstance,
- LPSTR lpCmdLine,
- int nCmdShow)
- {
- MSG msg;
- MyRegisterClass(hInstance);
- //初始化
- if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow))
- {
- return FALSE;
- }
- //消息循环
- while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
- {
- TranslateMessage(&msg);
- DispatchMessage(&msg);
- }
- return msg.wParam;
- }
- //****设计一个窗口类，类似填空题，使用窗口结构体*********************
- ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)
- {
- WNDCLASSEX wcex;
- wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
- wcex.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
- wcex.lpfnWndProc = (WNDPROC)WndProc;
- wcex.cbClsExtra = 0;
- wcex.cbWndExtra = 0;
- wcex.hInstance = hInstance;
- wcex.hIcon = NULL;
- wcex.hCursor = NULL;
- wcex.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
- wcex.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);
- wcex.lpszMenuName = NULL;
- wcex.lpszClassName = "maple";
- wcex.hIconSm = NULL;
- return RegisterClassEx(&wcex);
- }
- //****初始化函数*************************************
- // 1.加载位图资源
- // 2.取得内部窗口区域信息
- BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)
- {
- HBITMAP bmp;
- hInst = hInstance;
- hWnd = CreateWindow("maple", "浅墨的绘图窗口" , WS_OVERLAPPEDWINDOW,
- CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);
- if (!hWnd)
- {
- return FALSE;
- }
- MoveWindow(hWnd,10,10,600,450,true);
- ShowWindow(hWnd, nCmdShow);
- UpdateWindow(hWnd);
- hdc = GetDC(hWnd);
- mdc = CreateCompatibleDC(hdc);
- bufdc = CreateCompatibleDC(hdc);
- bmp = CreateCompatibleBitmap(hdc,640,480);
- SelectObject(mdc,bmp);
- bg = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"bg.bmp",IMAGE_BITMAP,rect.right,rect.bottom,LR_LOADFROMFILE);
- snow = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"snow.bmp",IMAGE_BITMAP,20,20,LR_LOADFROMFILE);
- mask = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"mask.bmp",IMAGE_BITMAP,20,20,LR_LOADFROMFILE);
- GetClientRect(hWnd,&rect);
- SetTimer(hWnd,1,0,NULL);
- MyPaint(hdc);
- return TRUE;
- }
- //****自定义绘图函数*********************************
- // 1.窗口贴图
- // 2.实现雪花纷飞的效果
- void MyPaint(HDC hdc)
- {
- //创建粒子
- if(count<50) //当粒子数小于50时，产生新的粒子，设定每个粒子的属性值
- {
- drop[count].x = rand()%rect.right; //将粒子的X坐标设为窗口中水平方向上的任意位置
- drop[count].y = 0; //将每个粒子的Y坐标都设为"0"，即从窗口上沿往下落
- drop[count].exist = true; //设定粒子存在
- count++; //每产生一个粒子后进行累加计数
- }
- //贴上背景图到mdc中
- SelectObject(bufdc,bg);
- BitBlt(mdc,0,0,640,480,bufdc,0,0,SRCCOPY);
- //首先判断粒子是否存在，若存在，进行透明贴图操作
- for(i=0;i<50;i++)
- {
- Sleep(1);
- if(drop[i].exist)
- {
- SelectObject(bufdc,mask);
- BitBlt(mdc,drop[i].x,drop[i].y,20,20,bufdc,0,0,SRCAND);
- SelectObject(bufdc,snow);
- BitBlt(mdc,drop[i].x,drop[i].y,20,20,bufdc,0,0,SRCPAINT);
- if(rand()%2==0)
- drop[i].x+=5;
- else
- drop[i].x-=5;
- drop[i].y+=10;
- if(drop[i].y > rect.bottom)
- {
- drop[i].x = rand()%rect.right;
- drop[i].y = 0;
- }
- }
- }
- //将mdc中的全部内容贴到hdc中
- BitBlt(hdc,0,0,640,480,mdc,0,0,SRCCOPY);
- }
- //****消息处理函数***********************************
- LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
- {
- switch (message)
- {
- case WM_TIMER: //时间消息
- MyPaint(hdc); //在消息循环中加入处理WM_TIMER消息，当接收到此消息时便调用MyPaint（）函数进行窗口绘图
- break;
- case WM_KEYDOWN: //按键消息
- if(wParam==VK_ESCAPE) //按下【Esc】键
- PostQuitMessage(0);
- break;
- case WM_DESTROY: //窗口结束消息
- DeleteDC(mdc);
- DeleteDC(bufdc);
- DeleteObject(bg);
- DeleteObject(snow);
- DeleteObject(mask);
- KillTimer(hWnd,1); //窗口结束时，删除所建立的定时器
- ReleaseDC(hWnd,hdc);
- PostQuitMessage(0);
- break;
- default: //其他消息
- return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
- }
- return 0;
- }
下面是运行后的截图效果：
可以看到窗口中有漫天飞舞的雪花，我们可以调节数组大小，及几处设定的数值的大小，来使雪花来得更猛烈些。
这张背景图是否有些熟悉呢？哈哈，喜欢打Dota的朋友们应该可以发现，这张图就是Dota的游戏原画（或者说是魔兽争霸Ⅲ
冰封王座的原画，因为Dota其实就是基于这款游戏的一张自定义多人对战地图罢了），左边的显然就是恐怖利刃TerroBlade
（咦，他的双刀呢？），中间远远在背后摆造型的是召唤师卡尔，而最右边的当然就是目前Dota中的“一姐”蛇发女妖美杜莎
了。
在文章末尾说点题外话吧。
由于这段时间事务繁杂，有接近一个多星期没更新博文了，在这里必须给一直期待着更新的朋友们说声抱歉，也需要给自己说
声抱歉，因为写博文不仅能分享知识和经验，也是整理自己思维的一个很好的途径。
浅墨以后会尽量做到一星期一更新，每周的新文章大概会在周一发表出来。为了保证文章的质量，浅墨觉得更新的节奏需要好
好把握，而且毕竟【Visual C++游戏开发】系列专栏的每一篇文章都基本上都是配有源码的（况且现在浅墨每次提供的都是
VC6.0和VS2010两个版本的源码-o-），每篇文章的配套源码也需要时间来写呢，可不能像小说一样每星期发表那么多章节，
况且浅墨平常事情很多，也没这精力呢~
关于大家提到的浅墨总是熬夜的问题，其实浅墨从来都不熬夜的- -。因为浅墨目前是在欧洲，经常是在当地时间晚上10点左右
把最新的文章发表出来，所以大家在中国看到的都是半夜3点4点左右发表的文章，所以不要以为浅墨是熬夜码字啦，那是因为
时差问题~~ -o-
还有那些需要学习资料的朋友，留下邮箱后（最好在最近更新的或者【Visual C++】游戏开发笔记系列的第一篇文章 【Visual C++】游戏开发笔记之一——API函数、DirectX的关键系统 里留下邮箱，方便浅墨及时看到你的留言），浅墨会在该周的周末做统一发送（不出特殊情况就是周末晚上发送，算上欧洲和国内5小时的时差，大家大概周一早
上既可以收到），由于附件的保质期是30天，希望收到邮件的朋友们及时下载。
