хороший эффект 3D-взрыва и частиц с использованием OpenGL (JOGL)?

Итак, давайте посмотрим, как мы сначала подошли к реализации частиц: у нас был абстрактный класс Sprite, который представлял одну частицу:

protected void draw(GLAutoDrawable gLDrawable) {
    // each sprite has a different blending function.
    changeBlendingFunc(gLDrawable);

    // getting the quad as an array of length 4, containing vectors
    Vector[] bb = getQuadBillboard();
    GL gl = gLDrawable.getGL();

    // getting the texture
    getTexture().bind();

    // getting the colors
    float[] rgba = getRGBA();
    gl.glColor4f(rgba[0],rgba[1],rgba[2],rgba[3]);

    //draw the sprite on the computed quad
    gl.glBegin(GL.GL_QUADS);
    gl.glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); gl.glVertex3d(bb[0].x, bb[0].y, bb[0].z);
    gl.glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); gl.glVertex3d(bb[1].x, bb[1].y, bb[1].z);
    gl.glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); gl.glVertex3d(bb[2].x, bb[2].y, bb[2].z);
    gl.glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); gl.glVertex3d(bb[3].x, bb[3].y, bb[3].z);
    gl.glEnd();
}

у нас здесь большинство вызовов методов в значительной степени понятны, никаких сюрпризов. рендеринг довольно прост. в методе display мы сначала рисуем все непрозрачные объекты, затем берем все Sprite и сортируем их (квадратное расстояние от камеры), затем рисуем частицы так, чтобы они были дальше от камеры рисуется первым. но на самом деле мы должны изучить здесь метод getQuadBillboard. мы можем понять, что каждая частица должна «сидеть» на плоскости, перпендикулярной положению камеры, как здесь: способ вычисления такой перпендикулярной плоскости не сложен:

1. отделите положение частицы от положения камеры, чтобы получить вектор, перпендикулярный плоскости, и нормализуйте его, чтобы его можно было использовать в качестве нормали для плоскости. теперь плоскость жестко определяется нормалью и позицией, которые у нас теперь есть (позиция частицы — это точка, через которую проходит плоскость)

2. вычислить «высоту» четырехугольника, нормализовав проекцию вектора Y камеры на плоскость. вы можете получить спроецированный вектор, вычислив: H = cam.Y - normal * (cam.Y dot normal)

3. создайте «ширину» четырехугольника, вычислив W = H cross normal

4. вернуть 4 точки/вектора: {position+H+W,position+H-W,position-H-W,position-H+W}

но не все спрайты так себя ведут, некоторые не перпендикулярны. например, спрайт ударной волны или летящие искры/дымовые следы: , чтобы создать собственный уникальный «рекламный щит». Кстати, вычисление следов дыма и летящих искр спрайтов также было сложной задачей. мы создали еще один абстрактный класс, мы назвали его: LineSprite. я пропущу объяснения здесь, вы можете увидеть код здесь: LineSprite.

хорошо, эта первая попытка была хорошей, но возникла неожиданная проблема. вот скриншот, иллюстрирующий проблему: как видите, спрайты пересекаются друг с другом, поэтому, если мы посмотрим на 2 пересекающихся спрайта, часть 1-го спрайта находится позади 2-го спрайта, а другая его часть находится перед 2-м спрайтом, что привело к какой-то странной визуализации, где видны линии пересечения. обратите внимание, что даже если мы отключим glDepthMask, при рендеринге частиц в результате все равно будут видны линии пересечения из-за различного смешивания, которое происходит в каждом спрайте. поэтому нам нужно было как-то сделать так, чтобы спрайты не пересекались. идея у нас была действительно классная.

вы знаете, все это действительно круто 3D-стрит-арт< /а>? вот изображение, которое подчеркивает идею:

при получении 4 векторов, представляющих четырехъядерный рекламный щит, и положения частицы нам нужно вывести новый набор из 4 векторов, представляющих исходный четырехъядерный рекламный щит. идея того, как это сделать, прекрасно объяснена здесь: Пересечение плоскости и прямой. у нас есть «линия», которая определяется положением камеры и каждым из 4 векторов. у нас есть плоскость, так как мы можем использовать Z вектор нашей камеры как нормаль и положение частицы. также небольшое изменение будет в функции сравнения для сортировки спрайтов. теперь он должен использовать однородную матрицу, которая определяется ортонормированным базисом нашей камеры, и на самом деле вычисление так же просто, как вычисление: cam.getZ_Vector().getX()*pos.getX() + cam.getZ_Vector().getY()*pos.getY() + cam.getZ_Vector().getZ()*pos.getZ();. еще одна вещь, которую мы должны отметить, это то, что если частица находится вне угла обзора камеры, т.е. за камерой, мы не хотим ее видеть, и особенно мы не хотим вычислять ее проекцию (может приводят к очень странным и психоделическим эффектам...). и осталось только показать окончательный Sprite класс

результат очень приятный:

надеюсь, это поможет, хотелось бы получить ваши комментарии к этой «статье» (или к игре:}, которую вы можете исследовать, разветвлять и использовать по своему усмотрению...)