改进粒子系统-动态编译Shader

来源：互联网发布：linux禁用usb存储设备编辑：程序博客网时间：2024/04/19 18:16

改进粒子系统-动态编译Shader

动态决定需要编译的FX代码

请教了几个朋友，最后决定用使用FX支持的宏定义解决这个问题。

根据粒子使用的发射器和效果器定义不同的宏，在FX文件中通过判断相应的宏是否定义（#ifdef…#endif）来决定是否编译某段代码。

FX代码如下：

struct VS_INPUT

{

float3 Position : POSITION;

float2 Tex0 : TEXCOORD0;

float3 Tex1 : TEXCOORD1; // UpOffset, LeftOffset, TotalTimeToLife

float3 Tex2 : TEXCOORD2; // Velocity

float3 Tex3 : TEXCOORD3; // Rotation

float3 StartDiffuse : COLOR0;

};

struct VS_OUTPUT

{

float4 Position : POSITION;

float3 Diffuse : COLOR0;

float2 Tex0 : TEXCOORD0;

float2 Tex1 : TEXCOORD1;

};

matrix matWorldViewProj; // world-view-proj matrix

float4 rightVector; // Right Vector

float4 upVector; // Up Vector

float4 time_colour; // Elasped Time, Delta Colour

float4 acceleration;

float fInitParticleWidth;

float fInitParticleHeight;

//texture textureParticle;

sampler particleSampler = sampler_state

{

//Texture = (textureParticle);

AddressU = WRAP;

AddressV = WRAP;

AddressW = WRAP;

MinFilter = Linear;

MagFilter = Linear;

MipFilter = Linear;

};

#ifdef AnimationTexture

int iAnimTexSideLength;

int iAnimTexNumFrame;

float fAnimTexDuration;

#endif

#ifdef v3dScaleAffector

float fScalePerSecond;

#endif

#ifdef v3dColourImageAffector

texture textureColour;

sampler colourSampler = sampler_state

{

Texture = (textureColour);

MinFilter = Point;

MagFilter = Point;

MipFilter = Point;

};

#endif

VS_OUTPUT VS(const VS_INPUT Input)

{

VS_OUTPUT Out = (VS_OUTPUT) 0;

// Live Time = fmod( Elapsed Time, TotalTimeToLife )

float fLiveTime = fmod(time_colour.x, Input.Tex1.z);

float fParticleWidth = fInitParticleWidth;

float fParticleHeight = fInitParticleHeight;

#ifdef v3dScaleAffector

float fDeltaScale = fScalePerSecond * fLiveTime;

fParticleWidth += fDeltaScale;

fParticleHeight += fDeltaScale;

if( fParticleWidth < 0.f || fParticleHeight < 0.f )

fParticleWidth = fParticleHeight = 0.f;

#endif

// Position = right + up + pos;

float4 right = rightVector * Input.Tex1.x * fParticleWidth;

float4 up = upVector * Input.Tex1.y * fParticleHeight;

float4 Pos = float4(Input.Position,0) + right + up;

// Position = Pos + vt + 1/2*v*t*t

float4 deltaVel = mul( float4(Input.Tex2,0), fLiveTime);

#ifdef v3dLinearForceAffector

deltaVel = deltaVel + acceleration * fLiveTime * fLiveTime;

#endif

Pos = Pos + deltaVel;

Pos.w = 1.0;

Out.Position = mul( Pos, matWorldViewProj );

// color

Out.Diffuse = Input.StartDiffuse;

#ifdef v3dColourFaderAffector

Out.Diffuse.x = Input.StartDiffuse.x + time_colour.y*fLiveTime;

Out.Diffuse.y = Input.StartDiffuse.y + time_colour.z*fLiveTime;

Out.Diffuse.z = Input.StartDiffuse.z + time_colour.w*fLiveTime;

#endif

// texcoord

Out.Tex0 = Input.Tex0;

#ifdef AnimationTexture

float fAnimTexLiveTime = fmod(fLiveTime, fAnimTexDuration);

int iAnimTexCurrFrame = (fAnimTexLiveTime/fAnimTexDuration) * iAnimTexNumFrame;

int iCurrX = iAnimTexCurrFrame % iAnimTexSideLength;

int iCurrY = iAnimTexCurrFrame / iAnimTexSideLength;

float2 fAnimTexCorrdXY;

if( Input.Tex1.x < 0.f)

{

fAnimTexCorrdXY.x = (float)(iCurrX) / (float)(iAnimTexSideLength);

}

else if( Input.Tex1.x > 0.f)

{

fAnimTexCorrdXY.x = (float)(iCurrX +1)/ (float)(iAnimTexSideLength);

}

if( Input.Tex1.y < 0.f)

{

fAnimTexCorrdXY.y = (float)(iCurrY+1) / (float)(iAnimTexSideLength);

}

else if( Input.Tex1.x > 0.f)

{

fAnimTexCorrdXY.y = (float)(iCurrY) / (float)(iAnimTexSideLength);

}

Out.Tex0 = fAnimTexCorrdXY;

#endif

#ifdef v3dColourImageAffector

Out.Tex1 = float2(fLiveTime, 0.f);

#endif

#ifdef v3dRotationAffector

float fRotTexDataBase[8] = {

-0.5, 0.5,

0.5, 0.5,

-0.5,-0.5,

0.5,-0.5 };

float fRotation = Input.Tex3.x + fLiveTime * Input.Tex3.y;

float fSinRot, fCosRot;

sincos( fRotation, fSinRot, fCosRot );

float2 fRotTexCorrdXY;

int iRotTexBaseIdx = Input.Tex3.z*2;

fRotTexCorrdXY.x = (fCosRot * fRotTexDataBase[iRotTexBaseIdx]) + (fSinRot * fRotTexDataBase[iRotTexBaseIdx+1]) + 0.5;

fRotTexCorrdXY.y = (fSinRot * fRotTexDataBase[iRotTexBaseIdx]) - (fCosRot * fRotTexDataBase[iRotTexBaseIdx+1]) + 0.5;

Out.Tex0 = fRotTexCorrdXY;

#endif

return Out;

}

float4 PS_1_1( VS_OUTPUT In ) : COLOR0

{

float4 finalColour = float4( In.Diffuse, 0.f );

#ifdef v3dColourImageAffector

finalColour *= tex2D( colourSampler, In.Tex1 );

#endif

finalColour *= tex2D( particleSampler, In.Tex0 );

finalColour.w = 1.f;

return finalColour;

}

technique tec0

{

pass p0

{

VertexShader = compile vs_1_1 VS();

#ifdef v3dColourImageAffector

PixelShader = compile ps_1_1 PS_1_1();//NULL;

#else

PixelShader = NULL;

#endif

}

对发射器，效果器的支持程度

Shader渲染器支持的属性

1, 默认高度

2, 默认宽度

3, 最大粒子数这里代表同时存在的粒子数

4, 粒子朝向

5, 面向摄像机的方式

6, 粒子UP向量

7, 是否是2D粒子系统

支持所有发射器

8, 支持发射器特有属性(如圆环发射器的内环大小,外环大小)

9, 角度

10, 起始颜色

11, 结束颜色

12, 方向

13, 最小生存期

14, 最大生存期

15, 最小速度

16, 最大速度

17, 位置

支持的效果器及属性

18, 颜色衰减

19, 线性外力: "外力" 指加速度a, 满足公式s = vt + 1/2*a*t*t, 受力模式不起作用

20, 旋转

21, 缩放

22, 颜色衰减图

不支持状态无关的效果器：

1，碰撞体

2，随机速度

3，各种力场（直线力场，点力场）

项目改动

1，对需要用GPU优化或需要使用GPU增强效果的粒子，美术编辑使用“Shader渲染器”的版本。

2， Shader渲染器实现版本的命名规则是在原有Billboard渲染器的文件名后面加上 "_shader"，程序通过文件名区分不同的版本。

3，在游戏中加载粒子的时候

if( （有GPU实现版本） && （显卡支持该粒子要求的VS、PS版本）)

加载GPU实现版本

Else

加载CPU实现版本

截图

1，旋转

2，缩放,此处可以看到大部分是显卡运算

3, 纹理动画

TODO

1，解决粒子使用GPU处理和CPU处理的效果有些不同的问题

作者：fannyfish

Blog：http://blog.csdn.net/fannyfish

amma@zsws.org