Sistemul de particule
Un sistem de particule (în engleză particule system ) este o tehnică, tipică fizicii jocurilor, graficelor de mișcare și grafică pe computer , care folosește un număr mare de sprite foarte mici, modele 3D sau alte obiecte grafice pentru a simula anumite tipuri de fenomene „fuzzy” , care altfel ar fi foarte complicat de reprodus cu tehnici convenționale de redare - adesea sisteme foarte haotice, fenomene naturale sau procese cauzate de reacții chimice.
Istorie
Sistemele de particule au fost utilizate pentru prima dată în grafica computerizată de William Reeves în 1983, pentru a modela un zid de foc pentru filmul Star Trek II: Wrath of Khan . [1] Deoarece sistemele de particule constau dintr-o tehnică de modelare volumetrică, acestea sunt foarte frecvent utilizate pentru a reprezenta fenomene volumetrice naturale precum focul, apa, norii, zăpada și ploaia (Reeves 1983). Sistemele de particule structurate, o extensie a sistemelor de particule, au fost, de asemenea, utilizate pentru modelarea ierbii și copacilor de către Reeves și Blau în 1985. [1]
Exemple de fenomene care sunt reproduse în mod obișnuit folosind un sistem de particule includ foc, explozii, fum, mișcare a apei (cum ar fi într-o cascadă), scântei, frunze care cad, căderi de pietre, nori, ceață, zăpadă, praf, cozi de stele căzătoare, stele și galaxii sau efecte vizuale abstracte, cum ar fi trasee de strălucire, vrăji magice, etc ... - toate acestea folosesc particule care dispar rapid și sunt apoi reemise de sursa efectului. Dar sistemele de particule pot fi folosite și pentru păr sau iarbă.
Aspecte teoretice
Putem spune că sistemul de particule este o tehnică de modelare procedurală. [1] Un sistem de particule este reprezentat de o mare colecție (nor) de particule geometrice cu adevărat simple, care se schimbă stocastic în timp. Prin urmare, sistemele de particule folosesc o bază de date mare de primitive geometrice pentru a reprezenta obiecte naturale („obiecte fuzzy”), dar animația, poziția, nașterea și moartea particulelor care reprezintă obiectul sunt controlate algoritmic. [1] La fel ca în alte tehnici de modelare procedurală, sistemele de particule au avantajul amplificării bazei de date, permițând modelatorului / animatorului să specifice și să controleze acest nor extrem de mare de particule geometrice cu doar câțiva parametri. [1]
Implementare tipică
O particulă este un element vizibil numai în timpul ciclului său de viață. Are atribute precum forma (o hartă mică), culoarea (sau textura suprafeței), dimensiunea, greutatea, ciclul de viață și viteza. [2] Fiecare dintre acestea poate fi neclară , adică poate fi specificată alegând o valoare centrală și o gamă de variabilitate. De exemplu, ciclul de viață al unei particule poate fi specificat ca 60 ± 25% cadre de animație sau 60 - 15 până la 60 + 15 cadre.
De obicei, poziția sistemului de particule și mișcarea în spațiul 3D sunt controlate de ceea ce se numește emițător . Emițătorul acționează ca o sursă invizibilă de particule, iar poziția sa în spațiul 3D determină unde sunt generate [2] și unde se vor mișca. O rețea 3D obișnuită, cum ar fi un cub sau un plan, poate fi utilizată ca emițător; fiecare față va emite particule într-o direcție perpendiculară pe față. [2] Emițătorul are un set de parametri legați de comportamentul particulelor. Acești parametri includ o rată de reproducere (adică câte particule sunt generate pe unitate de timp), vectorul vitezei inițiale a particulelor (purtătorul este direcția de emisie imediat după generare), durata de permanență a particulei (adică modul în care când există fiecare particulă individuală înainte de a dispărea), culoarea particulei și multe altele.
Notă
Bibliografie
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre sistemul de particule
