简介

在第十九课中我们使用NeHe教程中的方式实现了一个简单的粒子效果，在osg中也提供了一个专门处理粒子系统的库---osgParticle，下面我们就用osgParticle库来实现同样的效果。

实现

在具体实现之前，我们先了解一下osgParticle，osgParticle的粒子系统主要的模块包括如下部分：

ParticleSystem粒子系统类，继承自osg::Drawable可绘制对象，用来管理粒子的绘制，它包含一个Particle的数组，Particle可以理解为很多粒子中其中的一个。

ParticleSystem利用粒子的模板来产生大量的粒子

Particle类，刚才已经解释了，Particle可以看做ParticleSystem的一个模板，ParticleSystem依据它产生大量的粒子Emitter类：它包含三个部分（一个组合类）：即Shooter(发射器：发射出粒子的速度和方向)，Counter(计数器：每帧发射多少粒子)以及Placer(放置器：决定粒子初始位置在哪儿)Program类：Program类里面包含一个Operator类的数组，用来存放一系列的操作，在对粒子进行渲染之前、渲染中以及渲染后都可以进行一些设置，包括粒子的方方面面(颜色、位置、生命、加速度等等)，非常的灵活。我们需要自定义粒子的一些操作实际上是继承Operator类并重写里面的operator函数来完成粒子的一些自定义操作

粒子系统的基本操作过程可以参考osg示例解析之osgParticle，里面对粒子系统的设置过程进行了说明。

同样我们还是需要定义粒子结构体用来更新数据：

[cpp]  view plain  copy   struct Particle   {       bool active;         float life;       float fade;       float r;               float g;       float b;       float x;       float y;       float z;       float xi;           float yi;           float zi;       float xg;       float yg;       float zg;   };   设置particles的初始值与之前的代码一样

[cpp]  view plain  copy   for (int i=0;  i<MaxParticles; i++)   {       particles[i].active=true;       particles[i].life=1.0f;       particles[i].fade=float(rand()%100)/1000.0f+0.003f;        particles[i].r=colors[int(i*(12.0/MaxParticles))][0];       particles[i].g=colors[int(i*(12.0/MaxParticles))][1];       particles[i].b=colors[int(i*(12.0/MaxParticles))][2];       particles[i].xi=float((rand()%50)-26.0f)*10.0f;       particles[i].yi=float((rand()%50)-25.0f)*10.0f;       particles[i].zi=float((rand()%50)-25.0f)*10.0f;       particles[i].xg=0.0f;          particles[i].yg=-0.8f;       particles[i].zg=0.0f;      }   因为我们需要控制粒子的整个运行过程(产生的1000个粒子需要一直让我们来操作，这些粒子不会增加也不会减少，因此我把粒子的生命设置为永远"存活"，并且当粒子数量达到1000个之后，就不在发射粒子(Counter设置为0))，这与 osgParticle示例 中的方式不一样，osgParticle会一直产生粒子。

[cpp]  view plain  copy   //设置粒子模板   osgParticle::Particle particleTemplate;   particleTemplate.setShape(osgParticle::Particle::QUAD_TRIANGLESTRIP);   //负值表示粒子永远不会"死亡"   particleTemplate.setLifeTime(-1);   particleTemplate.setPosition(osg::Vec3(0.0, 0.0, 0.0));   particleTemplate.setRadius(1.0f);   [cpp]  view plain  copy   //设置粒子系统的光照，纹理等(与普通的Drawable设置一样)   osgParticle::ParticleSystem *particleSystem = new osgParticle::ParticleSystem();   particleSystem->setDefaultAttributes("Data/Particle.bmp", false, false);   osg::BlendFunc *blendFunc = new osg::BlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE);   particleSystem->getOrCreateStateSet()->setAttributeAndModes(blendFunc,osg::StateAttribute::ON);   particleSystem->getOrCreateStateSet()->setMode(GL_DEPTH_TEST, osg::StateAttribute::OFF);   particleSystem->setDefaultParticleTemplate(particleTemplate);   设置Emitter的各个参数：

[cpp]  view plain  copy   osgParticle::ModularEmitter *emitter = new osgParticle::ModularEmitter;   emitter->setParticleSystem(particleSystem);      osgParticle::PointPlacer *placer = new osgParticle::PointPlacer;   placer->setCenter(0, 0, 0);   emitter->setPlacer(placer);      osgParticle::RandomRateCounter *counter = new osgParticle::RandomRateCounter;   counter->setRateRange(1000, 1000);   emitter->setCounter(counter);   g_counter = counter; //为了设置1000个粒子之后停止发射      osgParticle::RadialShooter *shooter = new osgParticle::RadialShooter;   emitter->setShooter(shooter);   设置Program来定义自定义的操作

[cpp]  view plain  copy   osgParticle::ModularProgram *program = new osgParticle::ModularProgram;   program->setParticleSystem(particleSystem);      ColorOption *co = new ColorOption;   program->addOperator(co);   在ColorOption中完成了对所有粒子的位置和颜色的更新：（更新方式使用NeHe教程中的方式）

[cpp]  view plain  copy   void beginOperate(osgParticle::Program *pro)   最后把粒子系统添加到一个Group节点中并设置到场景里面：

[cpp]  view plain  copy   osg::Geode *particleGeode = new osg::Geode;   particleGeode->addDrawable(particleSystem);      osg::Group *particleEffect = new osg::Group;   particleEffect->addChild(emitter);   particleEffect->addChild(particleGeode);   particleEffect->addChild(program);   particleEffect->addChild(psu);   当场景中的粒子数量到达1000之后，停止产生新的粒子：

[cpp]  view plain  copy   osgParticle::ParticleSystem *ps = pro->getParticleSystem();   if (ps->numParticles() >= MaxParticles)   {       g_counter->setRateRange(0,0);   }   键盘的交互部分和第十九课中的代码类似，详细部分参看本课的完整代码。

编译运行程序：

附：本课源码(源码中可能存在错误和不足，仅供参考)

[cpp]  view plain  copy   #include "../osgNeHe.h"      #include <QtCore/QTimer>   #include <QtGui/QApplication>   #include <QtGui/QVBoxLayout>      #include <osgViewer/Viewer>   #include <osgDB/ReadFile>   #include <osgQt/GraphicsWindowQt>      #include <osg/MatrixTransform>   #include <osg/BlendFunc>      // osgParticle Related Header Files   #include <osgParticle/Particle>   #include <osgParticle/ParticleSystem>   #include <osgParticle/ParticleSystemUpdater>   #include <osgParticle/ModularEmitter>   #include <osgParticle/ModularProgram>   #include <osgParticle/RandomRateCounter>   #include <osgParticle/PointPlacer>   #include <osgParticle/SectorPlacer>   #include <osgParticle/RadialShooter>   #include <osgParticle/AccelOperator>   #include <osgParticle/FluidFrictionOperator>         //   //   //   const int MaxParticles = 1000;   float slowdown = 2.0f;   float xspeed;   float yspeed;   float zoom = -40.0f;   GLuint delay;   int col;   bool g_restart = false;      struct Particle   {       bool active;         float life;       float fade;       float r;               float g;       float b;       float x;       float y;       float z;       float xi;           float yi;           float zi;       float xg;       float yg;       float zg;   };      Particle particles[MaxParticles];      static GLfloat colors[12][4] =   {       {1.0f,0.5f,0.5f, 1.0f},{1.0f,0.75f,0.5f, 1.0f},{1.0f,1.0f,0.5f, 1.0f},{0.75f,1.0f,0.5f, 1.0f},       {0.5f,1.0f,0.5f, 1.0f},{0.5f,1.0f,0.75f, 1.0f},{0.5f,1.0f,1.0f, 1.0f},{0.5f,0.75f,1.0f, 1.0f},       {0.5f,0.5f,1.0f, 1.0f},{0.75f,0.5f,1.0f,1.0f},{1.0f,0.5f,1.0f, 1.0f},{1.0f,0.5f,0.75f, 1.0f}   };            //      //   //Particle Manipulator   class ParticleEventHandler : public osgGA::GUIEventHandler   {      public:       ParticleEventHandler(){}          virtual bool handle(const osgGA::GUIEventAdapter& ea, osgGA::GUIActionAdapter& aa)       {           osgViewer::Viewer *viewer = dynamic_cast<osgViewer::Viewer*>(&aa);           if (!viewer)               return false;           if (!viewer->getSceneData())               return false;           if (ea.getHandled())                return false;              switch(ea.getEventType())           {           case(osgGA::GUIEventAdapter::KEYDOWN):               {                   if (ea.getKey()== osgGA::GUIEventAdapter::KEY_Tab)                   {                          g_restart = true;                   }                      if (ea.getKey()== osgGA::GUIEventAdapter::KEY_Up)                   {                       if ((yspeed<200))                            yspeed+=1.0f;                              }                      if (ea.getKey()== osgGA::GUIEventAdapter::KEY_Down)                   {                       if ((yspeed>-200))                            yspeed-=1.0f;                   }                      if (ea.getKey()== osgGA::GUIEventAdapter::KEY_Left)                   {                       if ((xspeed>-200))                            xspeed-=1.0f;                   }                      if (ea.getKey()== osgGA::GUIEventAdapter::KEY_Right)                   {                       if ((xspeed<200))                            xspeed+=1.0f;                   }               }           default: break;           }           return false;       }   };         class ViewerWidget : public QWidget, public osgViewer::Viewer   {   public:       ViewerWidget(osg::Node *scene = NULL)       {           QWidget* renderWidget = getRenderWidget( createGraphicsWindow(0,0,100,100), scene);              QVBoxLayout* layout = new QVBoxLayout;           layout->addWidget(renderWidget);           layout->setContentsMargins(0, 0, 0, 1);           setLayout( layout );              connect( &_timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(update()) );           _timer.start( 10 );       }          QWidget* getRenderWidget( osgQt::GraphicsWindowQt* gw, osg::Node* scene )       {           osg::Camera* camera = this->getCamera();           camera->setGraphicsContext( gw );              const osg::GraphicsContext::Traits* traits = gw->getTraits();              camera->setClearColor( osg::Vec4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0) );           camera->setViewport( new osg::Viewport(0, 0, traits->width, traits->height) );           camera->setProjectionMatrixAsPerspective(45.0f, static_cast<double>(traits->width)/static_cast<double>(traits->height), 0.1f, 100.0f );           camera->setViewMatrixAsLookAt(osg::Vec3d(0, 0, 1), osg::Vec3d(0, 0, 0), osg::Vec3d(0, 1, 0));              this->setSceneData( scene );           addEventHandler(new ParticleEventHandler);              return gw->getGLWidget();       }          osgQt::GraphicsWindowQt* createGraphicsWindow( int x, int y, int w, int h, const std::string& name="", bool windowDecoration=false )       {           osg::DisplaySettings* ds = osg::DisplaySettings::instance().get();           osg::ref_ptr<osg::GraphicsContext::Traits> traits = new osg::GraphicsContext::Traits;           traits->windowName = name;           traits->windowDecoration = windowDecoration;           traits->x = x;           traits->y = y;           traits->width = w;           traits->height = h;           traits->doubleBuffer = true;           traits->alpha = ds->getMinimumNumAlphaBits();           traits->stencil = ds->getMinimumNumStencilBits();           traits->sampleBuffers = ds->getMultiSamples();           traits->samples = ds->getNumMultiSamples();              return new osgQt::GraphicsWindowQt(traits.get());       }          virtual void paintEvent( QPaintEvent* event )       {            frame();        }      protected:          QTimer _timer;   };      osgParticle::RandomRateCounter *g_counter = NULL;   //      class ColorOption : public osgParticle::Operator   {   public:       ColorOption()            : osgParticle::Operator(){}          ColorOption(const ColorOption &copy, const osg::CopyOp &copyop = osg::CopyOp::SHALLOW_COPY)           : osgParticle::Operator(copy, copyop){}          META_Object(osgParticle, ColorOption);          void beginOperate(osgParticle::Program *pro)       {           osgParticle::ParticleSystem *ps = pro->getParticleSystem();           if(!ps)               return;              if (ps->numParticles() >= MaxParticles)           {               g_counter->setRateRange(0,0);           }           //如果按下Tab键           if (g_restart) {               osgParticle::ParticleSystem *ps = pro->getParticleSystem();               if (!ps)                   return;                              for (unsigned i = 0; i < ps->numParticles(); ++i)               {                   particles[i].x=0.0f;                   particles[i].y=0.0f;                   particles[i].z=0.0f;                   particles[i].xi=float((rand()%50)-26.0f)*10.0f;                   particles[i].yi=float((rand()%50)-25.0f)*10.0f;                   particles[i].zi=float((rand()%50)-25.0f)*10.0f;               }                  g_restart = false;           } else {                  for (int i = 0; i < ps->numParticles(); ++i)               {                   float x=particles[i].x;                    float y=particles[i].y;                   float z=particles[i].z+zoom;                   ps->getParticle(i)->setPosition(osg::Vec3(x,y,z));                   osg::Vec4 color(particles[i].r,particles[i].g,particles[i].b,particles[i].life);                   ps->getParticle(i)->setColorRange(osgParticle::rangev4(color, color));                      particles[i].x+=particles[i].xi/(slowdown*1000);                   particles[i].y+=particles[i].yi/(slowdown*1000);                   particles[i].z+=particles[i].zi/(slowdown*1000);                      particles[i].xi+=particles[i].xg;                   particles[i].yi+=particles[i].yg;                   particles[i].zi+=particles[i].zg;                   particles[i].life-=particles[i].fade;                      if (particles[i].life<0.0f)                   {                       particles[i].life=1.0f;                       particles[i].fade=float(rand()%100)/1000.0f+0.003f;                        particles[i].x=0.0f;                       particles[i].y=0.0f;                       particles[i].z=0.0f;                       particles[i].xi=xspeed+float((rand()%60)-32.0f);                       particles[i].yi=yspeed+float((rand()%60)-30.0f);                       particles[i].zi=float((rand()%60)-30.0f);                       particles[i].r=colors[col][0];                       particles[i].g=colors[col][1];                       particles[i].b=colors[col][2];                   }               }           }       }          void operate (osgParticle::Particle *P, double dt)       {                  }   };         osg::Node*  buildScene()   {          //       for (int i=0;  i<MaxParticles; i++)       {           particles[i].active=true;           particles[i].life=1.0f;           particles[i].fade=float(rand()%100)/1000.0f+0.003f;            particles[i].r=colors[int(i*(12.0/MaxParticles))][0];           particles[i].g=colors[int(i*(12.0/MaxParticles))][1];           particles[i].b=colors[int(i*(12.0/MaxParticles))][2];           particles[i].xi=float((rand()%50)-26.0f)*10.0f;           particles[i].yi=float((rand()%50)-25.0f)*10.0f;           particles[i].zi=float((rand()%50)-25.0f)*10.0f;           particles[i].xg=0.0f;              particles[i].yg=-0.8f;           particles[i].zg=0.0f;          }          //          //设置粒子模板       osgParticle::Particle particleTemplate;       particleTemplate.setShape(osgParticle::Particle::QUAD_TRIANGLESTRIP);       //负值表示粒子永远不会"死亡"       particleTemplate.setLifeTime(-1);       particleTemplate.setPosition(osg::Vec3(0.0, 0.0, 0.0));       particleTemplate.setRadius(1.0f);              //设置粒子系统       osgParticle::ParticleSystem *particleSystem = new osgParticle::ParticleSystem();       particleSystem->setDefaultAttributes("Data/Particle.bmp", false, false);       osg::BlendFunc *blendFunc = new osg::BlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE);       particleSystem->getOrCreateStateSet()->setAttributeAndModes(blendFunc,osg::StateAttribute::ON);       particleSystem->getOrCreateStateSet()->setMode(GL_DEPTH_TEST, osg::StateAttribute::OFF);       particleSystem->setDefaultParticleTemplate(particleTemplate);              osgParticle::ModularEmitter *emitter = new osgParticle::ModularEmitter;       emitter->setParticleSystem(particleSystem);          osgParticle::PointPlacer *placer = new osgParticle::PointPlacer;       placer->setCenter(0, 0, 0);       emitter->setPlacer(placer);              osgParticle::RandomRateCounter *counter = new osgParticle::RandomRateCounter;       counter->setRateRange(1000, 1000);       emitter->setCounter(counter);       g_counter = counter;          osgParticle::RadialShooter *shooter = new osgParticle::RadialShooter;       emitter->setShooter(shooter);          osgParticle::ModularProgram *program = new osgParticle::ModularProgram;       program->setParticleSystem(particleSystem);          ColorOption *co = new ColorOption;       program->addOperator(co);          osgParticle::ParticleSystemUpdater *psu = new osgParticle::ParticleSystemUpdater;       psu->addParticleSystem(particleSystem);          osg::Geode *particleGeode = new osg::Geode;       particleGeode->addDrawable(particleSystem);          osg::Group *particleEffect = new osg::Group;       particleEffect->addChild(emitter);       particleEffect->addChild(particleGeode);       particleEffect->addChild(program);       particleEffect->addChild(psu);          osg::Group *root = new osg::Group;       root->addChild(particleEffect);          return root;   }            int main( int argc, char** argv )   {       QApplication app(argc, argv);       ViewerWidget* viewWidget = new ViewerWidget(buildScene());       viewWidget->setGeometry( 100, 100, 640, 480 );       viewWidget->show();       return app.exec();   }