Particle Fire [粒子火焰]

 粒 子火焰可以说是Particle System在2D图象上的经典应用，曾经有一个著名的粒子火焰屏幕保护，可以说是将2D Particle System的能力发挥到了及至。本文所介绍的程序MyPfire（左图）即是仿照该屏保所做，但是限于Imagic的时间和能力，MyPfire在任何 方面都无法超越该屏保。Imagic希望你在阅读这篇文章之后，能够写出你自己的更加精彩的粒子火焰程序。

出于速度的考虑，MyPfire运行在8bit模式下，使用了一个由黑到蓝，然后由蓝到白逐渐过渡的调色板。

运行程序后，你会看见大量发光的粒子在屏幕上运动，如果仔细观察一下就不难发现它们的运动规律：每一个粒子都有一定的生命周期，在这个周期内以一定的角加速度运动，同时，速度逐渐变慢。那么，我们不难定义出这样一个粒子结构

struct CParticle
{
    float    m_x;              //当前x坐标
    float    m_y;              //当前y坐标
    float    m_Angle;          //方向
    float    m_Speed;          //速度
    float    m_AngleAdjustment;//角加速度
    float    m_Life;           //生命值
    float    m_Decay;          //衰减速度
};

当一个粒子诞生时，我们需要对它进行一些必要的初始化，对于不同的效果，初始化的内容也是不一样的，下面是一种最简单的运动粒子的初始化：

void InitParticle(CParticle& particle, float x, float y)
{
    particle.m_x = x;
    particle.m_y = y;
    particle.m_Speed = 1 + (Rnd( ) * 3);
    particle.m_Angle = Rnd( ) * 2*pi;
    particle.m_AngleAdjustment = -1/40.0f+Rnd( ) / 20;
    particle.m_Life = 1.0f;
    particle.m_Decay = 0.01f+Rnd( ) / 20;
}

可以看出，其中有许多参数带有一定的随机性，这样即可以保证每个粒子的坐标、速度或角加速度在一定范围内分布，也可以保证整体效果永远不会以相同的面貌出现。有了这些初始数据，我们就可以计算出粒子的运动轨迹：

void MoveParticle(CParticle& particle)
{
    if (particle.m_Life <= 0)
        return;
    particle.m_x += (float)cos(particle.m_Angle) * particle.m_Speed;
    particle.m_y += (float)sin(particle.m_Angle) * particle.m_Speed;
    particle.m_Angle += particle.m_AngleAdjustment;
    particle.m_Life -= particle.m_Decay;
}

每一次调用MoveParticle函数，即可获得该粒子的新坐标，同时粒子的生命值降低。如果粒子生命值>0，设置粒子在新坐标象素的颜色为255（调色板最大值），如果粒子生命值小于0，表明粒子已经死亡，不予显示，这样，就能够模拟出大量粒子的运动轨迹了。

实际上，MyPfire 程序在应用Partical System方面也就是上面这三段代码，但仅仅这些还是不够的，因为要显示出发光粒子拖着一条长尾巴的效果，还需要对图象进行一些特殊的处理才行。 Blur算法即是完成这个目的。Blur，模糊的意思，最简单的Blur算法是取该象素前后左右四个象素的平均值，代码如下：

for (y=1; y< height-1; y++)
    for (x=1; x< width-1; x++)
    {
        pixel(x,y) = ( (pixel(x,y-1) + pixel(x-1, y) + pixel(x+1,y)+ pixel (x,y+1) ) << 2;
    }

上面只是MyPfire程序中的一些原理性的描述和未经优化的代码，在具体编程中，还会有以下一些需要考虑和注意的问题：

1、对于大量粒子的管理，最好构造一个效果类（CEffect）封装起来，并且用预分配内存的数组形式储存，而不要用动态链表结构，因为数组的遍历比链表快得多，而且大量的new和delete也会极大的影响速度。

2、对粒子的初始状态和运动施以不同的规则，可以构造出不同的粒子火焰效果，烟火即可用这种方法实现。

3、对于调色板的灵活运用可以使程序更加富予色彩。如对调色板进行分段，可同时显示出不同颜色的粒子火焰；对调色板进行循环，显示出火焰整体色彩的变换。

4、Blur的算法有很多种，还可以实现Blur的同时向某个方向移动的效果，或是实现如火焰般的效果。

http://dev.21tx.com/game/index_1.html