Во многих программных пакетах поддерживаются встроенные или добавляемые отдельно системы частиц. Системы частиц (particle systems) — это трехмерные анимационные модули, позволяющие создавать множество объектов очень малого размера и управлять ими, благодаря чему симулируются такие природные эффекты, как рябая поверхность воды, огонь, искры или пузырьки в стакане. Подобные системы также используются для достоверного создания стаи птиц, хоровода бабочек или косяков рыб. Частицы присоединяются к моделям экземпляров этих существ и в дальнейшем контролируют их перемещение. Кроме того, системы неанимированных частиц можно применять в качестве трехмерного космического пространства, сквозь которое "летит" камера.
В качестве примера использования системы частиц стоит вспомнить солнечную вспышку и люминесцентное газовое облако из вступительного ролика игры Star Trek: Voyager. Отдельные объекты частиц, как правило, очень просты по своей структуре и состоят из всего лишь нескольких граней. Когда к объектам применяется оп ределенный материал и они собираются в единую группу, объекты ведут себя как индивидуальные молекулы, составляющие целый организм такой формы, которая скрывает элементарность структуры частиц (рис. 9.16).
Рис. 9.16. Системы частиц позволяют реализовать контролируемый поток жидкости или же парообразные эффекты (вроде дыма). Внешний вид частиц напрямую зависит от накладываемого на них материала
Основная ценность систем частиц заключается в возможности создания реалистичных парообразных или жидких элементов в нормальном трехмерном окружении с резко очерченными контурами и границами объектов. В отличие от дополнительных модулей симуляции огня, поставляемых, например, на компакт-дисках Ру-romania, системы частиц можно анимировать в качестве элементов трехмерной сцены и организовывать их взаимодействие с другими объектами. Для частиц пригодятся и реальные физические законы, с помощью которых частицы естественным образом отскакивают от других элементов. Кроме того, частицы могут быть подвержены эффектам гравитации, сильного ветра и других типов турбулентности. Например, пользователь имеет возможность разработать систему частиц для симуляции воды, которая будет автоматически низвергаться с трехмерных объектов, создавая, тем самым, виртуальный водопад (рис. 9.17).
Как правило, для работы с системами частиц сперва определяется излучатель (emitter), который представляет собой простую полигональную форму, являющуюся для частиц аналогом начала координат. Излучатель имеет изменяемый масштаб, позволяющий генерировать эффекты на большей области пространства. Также существуют граничные объекты (boundary objects), зачастую встроенные непосредственно в излучатель, которые помогают ограничить степень воздействия системы частиц на внутреннюю часть излучателя. Сперва необходимо определить конкретное количество активных частиц в определенный момент времени, после чего использовать для них выбранный материал. Далее определяются параметры создания ветра, турбулентности или эффекта гравитации. Поскольку визуализация анимированных частиц занимает немало времени, в некоторых программах есть интерактивный режим предварительного просмотра, помогающий просмотреть полученный эффект перед его визуализацией.
Рис. 9.17. Водопад, созданный на основе системы частиц. Частицы могут взаимодействовать с каркасной сеткой сцены и подвергаться воздействию гравитации, ветра и турбулентности
⇐Деформационные сетки || Оглавление || Процедурное движение⇒