CN104571993A - 粒子系统的处理方法、显卡和移动应用平台 - Google Patents

粒子系统的处理方法、显卡和移动应用平台 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种粒子系统的处理方法、显卡和移动应用平台。该方法包括：移动应用平台中配置的显卡调用粒子系统的粒子形成策略，生成粒子，以及发射生成的粒子，并对发射出的粒子的参数进行控制，所述发射出的粒子的参数包括：粒子的速度、位置、颜色以及寿命；所述显卡调用所述粒子系统的预设模拟策略，基于预设的粒子生命周期，根据待模拟对象的物理轨迹，对当前时刻的粒子寿命未超过所述粒子生命周期的发射出的粒子的速度和/或位置进行调整；所述显卡调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染，可以优化粒子系统的性能。

Description

粒子系统的处理方法、显卡和移动应用平台
技术领域
本发明实施例涉及计算机图形技术领域，尤其涉及一种粒子系统的处理方法、显卡和移动应用平台。
背景技术
在计算机图形系统的开发过程中，经常要对模糊现象进行模拟，如雨、烟、水流、火焰、雾、雪、尘埃、火花、爆炸以及发光的轨迹等模糊现象进行模拟，模拟这些现象的渲染技术称作粒子系统，换言之，粒子系统是指计算机图形学中以粒子群体来模拟模糊现象的技术。相比于传统的渲染技术，采用粒子系统对模糊现象进行模拟，能够提升模拟效果的真实度。
粒子系统的基础是大量的粒子，通过对粒子进行模拟和渲染，可以实现对模糊对象的模拟。
粒子系统的性能直接影响对模糊现象进行模拟的真实度，现有的粒子系统处理方法一般是通过控制粒子数量或者改进模拟算法来提升粒子系统的性能。
其中，控制粒子的数量会对粒子系统的模拟效果产生不利影响，并且如果粒子的数量过少，导致细节缺失，从而降低对模糊现象进行模拟的真实度；改进模拟算法的过程中，通常需要多次编译源程序，处理流程复杂。
发明内容
本发明实施例提供一种粒子系统的处理方法、显卡和移动应用平台，以在不增加粒子系统的处理流程的复杂度的情况下，优化粒子系统的性能，从而提升粒子系统对模糊现象进行模拟的真实度。
第一方面，本发明实施例提供了一种粒子系统的处理方法，包括：
移动应用平台中配置的显卡调用粒子系统的粒子形成策略，生成粒子，以及发射生成的粒子，并对发射出的粒子的参数进行控制，所述发射出的粒子的参数包括：粒子的速度、位置、颜色以及寿命；
所述显卡调用所述粒子系统的预设模拟策略，基于预设的粒子生命周期，根据待模拟对象的物理轨迹，对当前时刻的粒子寿命未超过所述粒子生命周期的发射出的粒子的速度和/或位置进行调整；
所述显卡调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染。
第二方面，本发明实施例提供了一种显卡，包括图像处理器，所述图像处理器用于调用粒子系统的粒子形成策略，生成粒子，以及发射生成的粒子，并对发射出的粒子的参数进行控制，所述发射出的粒子的参数包括：粒子的速度、位置、颜色以及寿命；
调用所述粒子系统的预设模拟策略，基于预设的粒子生命周期，根据待模拟对象的物理轨迹，对当前时刻的粒子寿命未超过所述粒子生命周期的发射出的粒子的速度和/或位置进行调整；以及
调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染。
第三方面，本发明实施例提供了一种移动应用平台，其特征在于，包括本发明任意实施例提供的显卡和中央处理器，所述中央处理器用于在所述显卡中的图像处理器调用粒子系统的粒子形成策略之前，启动粒子系统；还用于在所述显卡中的图像处理器调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染之后，关闭粒子系统。
本发明实施例提供的粒子系统的处理方法和显卡，通过移动应用平台中的显卡执行粒子系统的预设模拟策略对应的代码，对当前时刻的粒子寿命在粒子生命周期内的粒子进行速度和/或位置的调整，可以匹配待模拟对象的物理轨迹，并通过显卡执行粒子系统的预设渲染策略对应的代码，对调整后的粒子进行渲染，可以匹配所述待模拟对象的颜色，提升了对待模拟对象的可视化模拟的真实度，一方面，避免了由中央处理器进行模拟，中央处理器的处理能力不被繁重的模拟过程中的图形计算过程占用，在移动应用平台这种硬件性能有限的环境中节约了中央处理器的资源，另一方面，避免了中央处理器将调整后的粒子的速度和/或位置信息传输至显卡中进行粒子渲染，通过更适合图形和物理计算的显卡来承担，并由显卡直接进行渲染，无需中央处理器与显卡的频繁的数据交互，提升了粒子系统的实时性，从硬件上加速了粒子系统，优化粒子系统的性能，再一方面，因为显卡中的代码采用shader脚本语言实现，在开发过程中无需修改粒子系统的预设模拟策略对应的代码，提高了粒子系统的开发效率，并不增加粒子系统的处理流程的复杂度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明，下面将对本发明中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种粒子系统的处理方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例一
请参阅图1，为本发明实施例一提供的一种粒子系统的处理方法的流程图。该方法包括：步骤110～步骤130。
步骤110、移动应用平台中配置的显卡调用粒子系统的粒子形成策略，生成粒子，以及发射生成的粒子，并对发射出的粒子的参数进行控制，所述发射出的粒子的参数包括：粒子的速度、位置、颜色以及寿命。
本步骤中，可以以设定的粒子生成速度生成粒子，其中，粒子系统的基础是大量的粒子。
本步骤中显卡的作用类似于发射器，所述显卡对发射出的粒子的参数进行控制，是指对发射出的粒子的参数进行初始化控制。
其中，移动应用平台可以是智能手机或平板电脑等移动设备。
步骤120、所述显卡调用所述粒子系统的预设模拟策略，基于预设的粒子生命周期，根据待模拟对象的物理轨迹，对当前时刻的粒子寿命未超过所述粒子生命周期的发射出的粒子的速度和/或位置进行调整。
其中，所述待模拟对象是指模糊现象，如雨、烟、水流、火焰、雾、雪、尘埃、火花、爆炸以及发光的轨迹等模糊现象。
本步骤具体是显卡对当前时刻的粒子寿命在粒子生命周期内的粒子进行速度和/或位置的调整，以匹配所述待模拟对象的物理轨迹，从而实现对所述待模拟对象的可视化模拟。本步骤中显卡的作用类似于图形引擎。其中，对当前时刻的粒子寿命在粒子生命周期内的粒子进行速度和/或位置的调整，可以是简单的粒子加速，或者粒子减速，也可以是复杂的应用外力进行调整，以模拟真实场景下的待模拟对象的物理轨迹，典型的如，计算粒子与真实场景中已有的物体的碰撞和反弹过程中的速度和/或位置，并基于计算结果进行调整。
需要说明的是，通常需要多次调整。
预设模拟策略可以采用现有的模拟算法，本实施例对此不进行限制。为了符合模糊现象的模糊和随机的特点，优选是根据待模拟对象的物理轨迹，实时调整当前时刻的粒子寿命未超过所述粒子生命周期的发射出的粒子的速度和/或位置，或者按设定时间段调整当前时刻的粒子寿命未超过所述粒子生命周期的发射出的粒子的速度和/或位置，优选是将这些参数调整到指定的中心值附近，并在中心值附近的设定波动范围内变化。
步骤130、所述显卡调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染。
本步骤具体是显卡对经步骤120调整后的粒子进行颜色调整，以匹配所述待模拟对象的颜色，从而进一步提升对所述待模拟对象的可视化模拟的真实度。本步骤中显卡的作用类似于图形引擎。
其中，预设渲染策略可以采用现有的渲染算法，本实施例对此不进行限制。例如在低分辨率的情况下，将在粒子生命周期内的粒子渲染为单个像素，或者采用公告板技术对在粒子生命周期内的粒子进行渲染。
本实施例的技术方案，通过移动应用平台中的显卡执行粒子系统的预设模拟策略对应的代码，对当前时刻的粒子寿命在粒子生命周期内的粒子进行速度和/或位置的调整，可以匹配待模拟对象的物理轨迹，并通过显卡执行粒子系统的预设渲染策略对应的代码，对调整后的粒子进行渲染，可以匹配所述待模拟对象的颜色，提升了对待模拟对象的可视化模拟的真实度，一方面，避免了由中央处理器进行模拟，中央处理器的处理能力不被繁重的模拟过程中的图形计算过程占用，在移动应用平台这种硬件性能有限的环境中节约了中央处理器的资源，另一方面，避免了中央处理器将调整后的粒子的速度和/或位置信息传输至显卡中进行粒子渲染，通过更适合图形和物理计算的显卡来承担，并由显卡直接进行渲染，无需中央处理器与显卡的频繁的数据交互，提升了粒子系统的实时性，从硬件上加速了粒子系统，优化粒子系统的性能，再一方面，因为显卡中的代码采用shader脚本语言实现，在开发过程中无需修改粒子系统的预设模拟策略对应的代码，提高了粒子系统的开发效率，并不增加粒子系统的处理流程的复杂度。
本实施例的技术方案可适用于游戏应用，避免在游戏运行时出现丢帧和卡顿的现象。
在本实施例的基础上，在所述显卡调用所述粒子系统的预设模拟策略之后，还可以包括：
所述显卡基于预设的粒子生命周期，对当前时刻粒子的寿命超过所述粒子生命周期的发射出的粒子进行剔除，从而使被剔除的粒子不再进行所述参数调整操作。
在本实施例的基础上，在所述显卡调用粒子系统的粒子形成策略之前，所述方法还可以包括：
移动应用平台中的中央处理器启动粒子系统；
在所述显卡调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染之后，所述方法还可以包括：
所述中央处理器关闭粒子系统。
本方式，在移动应用平台这种硬件性能有限的环境中实现中央处理器和显卡的合理分工。
实施例二
本实施例提供一种显卡，包括图像处理器，所述图像处理器用于调用粒子系统的粒子形成策略，生成粒子，以及发射生成的粒子，并对发射出的粒子的参数进行控制，所述发射出的粒子的参数包括：粒子的速度、位置、颜色以及寿命；
调用所述粒子系统的预设模拟策略，基于预设的粒子生命周期，根据待模拟对象的物理轨迹，对当前时刻的粒子寿命未超过所述粒子生命周期的发射出的粒子的速度和/或位置进行调整；以及
调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染。
进一步地，所述图像处理器还可以用于，在调用所述粒子系统的预设模拟策略之后，基于预设的粒子生命周期，对当前时刻粒子的寿命超过所述粒子生命周期的发射出的粒子进行剔除。
本发明实施例提供的显卡可执行本发明任意实施例所提供的粒子系统的处理方法，具备执行方法相应的有益效果。
实施例三
本实施例提供一种移动应用平台，包括本发明实施例提供的显卡和中央处理器。
其中，显卡中的图像处理器用于调用粒子系统的粒子形成策略，生成粒子，以及发射生成的粒子，并对发射出的粒子的参数进行控制，所述发射出的粒子的参数包括：粒子的速度、位置、颜色以及寿命；
调用所述粒子系统的预设模拟策略，基于预设的粒子生命周期，根据待模拟对象的物理轨迹，对当前时刻的粒子寿命未超过所述粒子生命周期的发射出的粒子的速度和/或位置进行调整；以及
调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染。
所述中央处理器用于在所述显卡中的图像处理器调用粒子系统的粒子形成策略之前，启动粒子系统；还用于在所述显卡中的图像处理器调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染之后，关闭粒子系统。
本发明实施例提供的移动应用平台可执行本发明任意实施例所提供的粒子系统的处理方法，具备执行方法相应的有益效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；实施例中优选的实施方式，并非对其进行限制，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种粒子系统的处理方法，其特征在于，包括：
移动应用平台中配置的显卡调用粒子系统的粒子形成策略，生成粒子，以及发射生成的粒子，并对发射出的粒子的参数进行控制，所述发射出的粒子的参数包括：粒子的速度、位置、颜色以及寿命；
所述显卡调用所述粒子系统的预设模拟策略，基于预设的粒子生命周期，根据待模拟对象的物理轨迹，对当前时刻的粒子寿命未超过所述粒子生命周期的发射出的粒子的速度和/或位置进行调整；
所述显卡调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述显卡调用所述粒子系统的预设模拟策略之后，还包括：
所述显卡基于预设的粒子生命周期，对当前时刻粒子的寿命超过所述粒子生命周期的发射出的粒子进行剔除。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述显卡调用粒子系统的粒子形成策略之前，所述方法还包括：
移动应用平台中的中央处理器启动粒子系统；
在所述显卡调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染之后，所述方法还包括：
所述中央处理器关闭粒子系统。
4.一种显卡，包括图像处理器，其特征在于，所述图像处理器用于调用粒子系统的粒子形成策略，生成粒子，以及发射生成的粒子，并对发射出的粒子的参数进行控制，所述发射出的粒子的参数包括：粒子的速度、位置、颜色以及寿命；
调用所述粒子系统的预设模拟策略，基于预设的粒子生命周期，根据待模拟对象的物理轨迹，对当前时刻的粒子寿命未超过所述粒子生命周期的发射出的粒子的速度和/或位置进行调整；以及
调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染。
5.根据权利要求4所述的显卡，其特征在于，所述图像处理器还用于，在调用所述粒子系统的预设模拟策略之后，基于预设的粒子生命周期，对当前时刻粒子的寿命超过所述粒子生命周期的发射出的粒子进行剔除。
6.一种移动应用平台，其特征在于，包括如权利要求4或5任一所述的显卡和中央处理器，所述中央处理器用于在所述显卡中的图像处理器调用粒子系统的粒子形成策略之前，启动粒子系统；还用于在所述显卡中的图像处理器调用所述粒子系统的预设渲染策略，根据所述待模拟对象的颜色，对调整后的粒子进行渲染之后，关闭粒子系统。
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