# 粒子系统管理

# 功能说明

在真实世界中，存在一些动态的显示效果，如烟花、降雨、降雪、喷泉等。粒子系统管理功能为用户提供添加这些显示特效的方式，同时用户可自定义动态显示效果。

MapGIS系统中，将所有的动态显示特效模拟为若干个粒子的规律运动。如烟花可认为是若干个烟火粒子由中心点向四周扩散的过程；降雨可认为是若干个雨滴粒子由平面向下运动的过程。

从粒子运动轨迹上来分析，可将粒子特效划分为两个过程：产生和运动过程。产生即粒子的发射过程，由发射器控制，如粒子个数，初始运动角度等。运动过程会受环境的影响，由影响器来控制，如运动过程中受力大小及方向（类似现实世界中风），运动过程中颜色变化等。

# 操作说明

1. 预览场景视图，启动"三维编辑面板" -> "三维显示"->"粒子系统"功能，弹出如下所示功能面板：

1. 添加粒子模型。点击可选择粒子特效类型，在场景视图中交互选择粒子模型位置，即可成功添加。系统提供烟花、烟雾、降雨、喷泉和降雪五种类型，同时用户可自定义类型。MapGIS中，为简化用户操作步骤，烟花、烟雾、降雨、喷泉和降雪五种类型只放开了常用的参数，用户可便捷查看粒子特效。当用户对显示特效要求较为详细时，可通过自定义方式生成；

2. 在管理列表中，可对粒子模型进行如下操作：

【移除粒子】：点击工具条“移除粒子模型”功能，或在粒子节点右键菜单中选择该功能，可移除粒子模型；
【重命名】：可对新建的粒子重命名；
【添加效果】：当用户选择自定义粒子时，可在粒子节点右键菜单中选择“添加效果”功能。

提示：

一个粒子特效可包含一个或多个显示效果。如烟花绽放时，可同时有若干个烟花在空中绽放；如降雨时，雨点在空中落下，在地面上会生成水纹。

下面以烟花特效为例，对默认粒子特效的参数进行说明，对于自定义的粒子特效，可在参数说明中查看详细信息。

一、烟花

烟花可看做是若干个小粒子向四周扩散的结果。参数及显示效果如下所示：

【位置】：设置烟花中心点的的X/Y/Z点坐标，默认取用户在场景中交互选择的点坐标，也可手动修改；
【缩放比】：设置烟花的缩放比。如当数据显示范围较大时，可适当增加缩放比，保证烟花在数据显示范围内的大小显示效果合适；
【发射器高度（相对于粒子系统）】：设置烟花中心点相对位置z值高度，是对z高度的微调；
【发射密度（每秒发射粒子数）】：此处可设置烟花中粒子的个数，个数越多，烟花显示效果越密；
【最大偏移角】：烟花中粒子向四周扩散的最大角度，由于烟花是四周扩散，最大偏移角为180度，不可修改。

提示：

烟雾、降雨、喷泉和降雪四种特效与烟花特效的设置参数设置基本一致。

二、自定义粒子

用户在实际应用中，会涉及的动态特效远不止系统提供五种，因此提供了自定义粒子，用户可基于提供的5种粒子，实现所需的动态显示特效。如树叶飘落，可利用降雪效果，将粒子图片改为树叶图片，再微调其他参数即可。粒子特效中涉及所有参数设置如下：

（1）常规参数

常规参数主要是指粒子位置、大小、格式、发射类型等通用的参数信息。

【位置】：设置粒子效果中心点的的X/Y/Z点坐标，默认取用户在场景中交互选择的点坐标，也可手动修改；
【缩放比】：设置粒子效果的缩放比。如当数据显示范围较大时，可适当增加缩放比，保证粒子特效在数据显示范围内的大小显示效果合适；
【允许包含的最大粒子数】：在动态显示粒子特效时，允许场景中出现粒子最大个数，当超出这个值时，早期生成的粒子会自动消失。如烟花特效，此处是代表场景视图中允许的火花最大个数，当超出设置值时，早期生成的烟花会先消失；
【发射器类型】：设置粒子特效扩散类型，系统提供点和盒子两种类型：
点类型：粒子特效是由一点向四周扩散，如烟花、烟雾、喷泉；
盒子类型：粒子特效是由一个面向某一个方向扩散，如降雨、降雪。
【粒子高宽/宽度】：粒子特效中每一个粒子的高宽，单位与场景中单位保持一致。如降雨特效中的雨滴大小；
【纹理图片】：粒子特效中每一个粒子的图片，可通过关联其他效果图片。如降雪特效中雪花的效果图片；
【旋转角度】：纹理图片显示时的旋转角度；
【叠加模式】：粒子最终显示效果时纹理图片与场景叠加显示效果，此处可设置两者叠加显示关系；
【公告板类型】：目前MapGIS里面的粒子，渲染都是采用的公告板类型渲染方式，即每一颗粒子相当于一块发射出去的公告板，公告板即纹理图片。公告板会按照某一个点或者一个方向旋转，使得尽可能的正对相机（即用户通过屏幕看到的效果），看上去有3D效果。一般情况下，采用标准点方向。
标准点：公告板总是完全面对摄像机，无论怎样改变视角始终会看到公告板全部样子；
公共方向：所有的粒子（公告板）按照一个固定的用户设定的轴旋转显示，只有摄像机正对这个显示轴时，才可以看到公告板全部样子，在其他角度只能看到部分效果。如x=0，y=0，z=1时，轴方向与z抽重合，此时用户在平视状态下可查看纹理图片全部效果，但俯视时看到的图片是倾斜的；
自身方向：所有的粒子（公告板）按照自身的前进方向也就是粒子发射时方向作为一个固定轴旋转。如降雪特效，雪花向下运动，与公共方向时x=0，y=0，z=1效果一致；
垂直方向时：所有的粒子（公告板）垂直于一个固定的方向或者自身前进方向，此时粒子不会旋转，需要使用双面材质才能在背后看见。

（2）发射器参数

【发射器位置】：设置粒子发射位置相对常规参数中xyz的位置。粒子特效的最终位置是由xyz位置值与发射器位置共同决定的。

提示：

放烟花时，鞭炮放置在地上，空中有若干个烟花绽放，可用一个烟花特效包含若干个效果来实现。系统参数中的xyz位置参数即控制鞭炮的位置，不同烟花效果的发射器位置有所差异，即可实现空中若干个烟花同时绽放。

【发射器方向】：设置粒子初始运动方向。如降雨和降雪，粒子是向下运动，发射器方向为x=0，y=0，z=-1；如喷泉特效，粒子初始向上运动，发射器方向为x=0，y=0，z=1；
【发射器高度/宽度】：采用盒子类型发射器时，可设置盒子发射器的高宽。如降雨特效，宽度越大，降雨的范围越广；
【每秒发射粒子数】：每一秒发射粒子个数。如降雪特效，个数越多，即雪花越密，雪越大；
【最大偏移角度】：粒子在发射过程中，最大偏移角度。如烟花特效，粒子是向四周发射扩散的，最大偏移角度为180；
【起始/终止色】：粒子发射时的颜色，会根据起始/终止色，随机选取粒子的发射颜色；
【发射时速度】：粒子发射时速度，系统会根据速度范围随机选取粒子的发射速度；
【生存时间】：粒子生存的时间。如烟花特效，烟火绽放过程中会慢慢消逝，可通过生存时间来控制消逝的时间；
【活动时间】：发射器处于活动状态的时间。如降雨，可能执行1个小时后会停止，这个参数可通过活动时间控制。当值为0时，表示粒子活动永不停止；
【发射器延迟时间】：发射器每次发射粒子的时间间隔。如烟花特效，烟花是间隔几秒绽放一次。

（3）影响器参数

【线性作用力】：粒子在运动过程中，可以给它一个指定方向的作用力。如喷泉特效，水柱是向上发射后向下回落的，发射器的方向是向上，但若想水柱向下回落，需要给它一个向下的线性作用力。即xy值为0，z值为负。负表示向下，值越大，喷泉受到向下的作用力越大，越早向下回落；
【随机作用力】：粒子在运动过程中，可以给它一个随机方向的作用力，“大小”表示随机作用力的大小，“比例”表示受随机作用力粒子的个数百分比。如雪花特效，雪花向下飘落，由于受风向影响，雪花向下飘落的方向是随机的。可以给他一个随机的作用力，让雪花在向下飘落的过程，方向会受随机作用力的影响而略有差异；
【是否保持粒子速度】：采用“随机作用力”方式时，勾选此功能，粒子在运动过程中速度保持一致；否则由于受到随机作用力的影响，不同方向的粒子速度有所差异；
【单次颜色渐变】：粒子在运动过程中，可采用渐变色显示。A1代表RGB值的增量，R1、G1、B1分别代表RGB值。如默认A1=50，R1=0，G1=0，B1=0，表示初始颜色为黑色（RGB均为0），每一秒RGB值增量50，5秒后，颜色为接近白色（RGB值为250）；
【二次颜色渐变】：二次渐变与单次颜色渐变原理相同。是在单次颜色渐变的基础上，再增加一个颜色渐变，在粒子的生存时间内，指定还剩一段时间时，激活第二个颜色改变状态；
【插值颜色】：指定在某段时间内粒子的颜色值，最多支持六个。时间超过粒子的生存时间则无效；
【启动缩放】：勾选此功能，粒子在运动过程中会按照指定比例放大。如烟雾特效，烟在运动的过程中扩散，会慢慢变大，可通过此参数控制；
【启动旋转】：勾选此功能，粒子在运动过程中会随机旋转。
【反射效果】：粒子在运动的过程中，可设置一个反射面和作用力，使粒子运动产生反弹的效果。“反射点位置”决定反射平面的位置；“反射平面法向量”决定了反射平面的方向，如X=0，Y=0，Z=1，表示反射平面正向上；“弹力”决定了粒子沿反射平面方向受到的作用力大小。如喷泉特效，水柱向上运动后，由于受到向下的影响力，会向下回落，但落到地面后会向上溅起一点水珠，可将地面设置为反射平面，反射平面法向量向上，给予一定作用力即可实现。

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