Sustavi čestica (engl. Particle Systems)
Model difuzne refleksije
SUSTAV ČESTICA
Ponekad nam za opis nekih objekata i pojava objekti zadani nizom poligona nisu pogodni. To su obično neizrazivi objekti (pojave) kao na primjer eksplozija, vatra, vodoskok, kiša, snijeg, zviježđe i slično. Uprvao za ovakve objekte ili pojave pogodan je način opisa pomoću sustava čestica čija nakupina predstavlja sami objekt ili pojavu.
Sustav čestica je tehnika u fizici videoigara i računalne grafike koja koristi veliki broj sitnih objekata kako bi se prikazali određeni fenomeni koji bi inače se jako teško prikazali uz pomoć nekih drugih tenika. Tako rad sa česticama obično nije vremenski zahtjevan (ovisi o broju čestica), pa je moguće ostvariti vrlo složena dinamička svojstva objekata i vizualne učinke. Osim toga sustav čestica se koristi i u simulacijama raznih fizikalnih procesa.
Definiranje čestice
Sustav čestica možemo definirati kao objekt u svom koordinatnom sustavu sa atributima koji su zajednički za taj sustav i atributima koji su individualni za česticu. Atributi koje je potrebno definirati, a individualni su za svaku pojedinu česticu su:
- Rađanje čestice – u trenutku stvaranja čestice potrebno je definirati početne uvjete (učestalost stvaranja čestica, mjesto nastajanja, smjer gibanja i početna brzina)
- Život čestice – potrebno je odrediti trajanje odnosno životni vijek čestice i atribute koji opisuju promjene za vrijeme života jedne čestice (putanja čestice, promjena boje ili oblika, način interakcije s drugim objektom)
- Umiranje čestice – memorijski prostor koji je bio korišten za pojedinu česticu obično se koristi za stvaranje i zapis novih čestica
Prikaz čestica
Pojedinu česticu možemo prikazati točkom s time da joj povećamo dimenziju kako bi bila vidljivija u konačnom prikazu. Za nešto složenije oblike pojedinu česticu nije prikladno prikazivati mrežom poligona zbog vremenske zahtjevnosti, već se obično takve čestice prikazuju malim poligonom s teksturom čime se povećava složnost prikazanog sustava. Pripadna tekstura može predstavljati česticu, iskricu, eksploziju, pahuljicu snijega, plin i slično.
Dodatne mogućnosti sustava čestica
- Dodatne mogućnosti sustava čestica
- Pomicanje izvora čestica u sustavu
- Periodičke promjene brojnosti čestica
- Utjecaj sile na čestice sustava
- Kolizija s dodatnim objektima u sceni
- Promjene boje i veličine čestice
- Različiti oblici izvora čestica
- Modeliranje nakupine objekatasustavom čestica
- Sklopovski podržana implementacija sustava čestica
- Sustav čestica sa sustavom opruga
Prikazi sustava čestica
Sustav čestica može biti animiran ili statičan, odnosno životni vijek svake čestice može biti ili distribuiran tokom vremena ili odjednom. Na taj način se dobiju sustavi čestica poput pahuljica snijega ili sustavi čestica poput kose.
- Animirani – najčešće korišten za prikaz simulacija u kojima je potrebno kretanje čestica (iskre, kiša i sl.). Ovdje svaki frame animacije sadrži poziciju svake čestice i svaka čestica zauzima jedinstveno mjesto u prostoru.
- Statički – cijeli životni ciklus čestice je prikazan istovremeno čime se dobije pramenovi materijala koji pokazuju cijelokupnu putanju čestice, a ne točke čestice. Na ovaj način se prikazuju simulacije kose, trave, krzna i slično.
