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   
4.   
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;  
12.   
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;  
17.   
18. Fire fire[MAX_FIRE];  

初始化：

1. for(int loop = 0; loop < MAX_FIRE; loop++) {  
2.    resetFire(loop);  
3. }//for loop end   
4.      
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;  
11.   
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;  
15.   
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;  
27.   
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. }