《MFC游戏开发》笔记八 游戏特效的实现(二)：粒子系统

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作者：七十一雾央 新浪微博：http://weibo.com/1689160943/profile?rightmod=1&wvr=5&mod=personinfo

 

       在游戏之中，大家经常看到火焰、爆炸、烟、水流、火花、落叶、云、雾、雪、尘、流星尾迹或者像发光轨迹这样的抽象视觉效果等等，这些效果看起来都非常绚丽，为游戏增添了不少美感，可以说凡是出色游戏都必不可少，通过学习今天的笔记，大家以后就可以在自己的游戏中加入这些效果了，呵呵。 

      

       大家学到这里已经知道游戏中那些华丽的效果都是通过贴图实现的，但是显然这些效果不是简单的贴一张或几张图就可以做到的，毕竟它是动态的。在游戏开发中，这种效果一般被称为粒子系统，所谓系统，就是一堆粒子的集合体。因此大家看到的火焰，其实就是很多个小火花聚集在一起显示出来的效果。、

      

       在今天的笔记中，雾央将带着大家一步一步实现雪花漫天飞舞的场景。

       惯例，先来几张效果图，激发一下大家学习的兴趣，呵呵

       PS：由于雾央给力的美工同学不在身边，所以雪花的图片是自己抠的，看起来边缘处有点惨不忍睹，大家原谅一下几乎不会PS的雾央吧。

       

      在满天飞雪中行走的感觉真好，呵呵

        

一、粒子信息的记录

       在雾央的这个程序中，一屏幕中有100个雪花，每个雪花都是一个粒子，都需要我们单独的绘制出来。它们有位置，有雪花样式（PS：总共有七种雪花哦），这些信息都需要我们记录下来。用一个粒子类是比较合适的，但是这里我们先用结构体吧。

       首先定义一下粒子结构体

 

//粒子结构体
struct snow
{
        int x;     //粒子的x坐标
        int y;	   //粒子的y坐标
        int number;//粒子编号，共七种粒子
}Snow[SNOW_NUMBER];    

       雾央在这里定义了一个宏来表示雪花的数量

#define SNOW_NUMBER 100  //雪花例子的数量

 

大家可以修改数值，就可以让雪花从小雪变到暴雪了，不过如果数量太多的话，会导致帧数严重下降，造成游戏很卡，大家根据自己的显卡适可而止，呵呵。

二、粒子信息初始化

       为了营造雪花随机出现的情景，我们在初始化时就设置粒子的位置是随机的。使用rand函数就可以产生一个随机数啦，注意我们的粒子出现的范围要在窗口之内（严格来说，游戏之中粒子出现的范围应该是大地图范围，这里为了简化，所以雾央设置他们出现在窗口范围，即和地图脱节了，否则还需要进行粒子的可见性判断，这些雾央会放在以后进行，现在先慢慢来）。

 

//初始化雪花粒子
for(int i=0;i<SNOW_NUMBER;i++)
{
	Snow[i].x=rand()% WINDOW_WIDTH;   //最初雪花在水平方向上随机出现
	Snow[i].y=rand()% WINDOW_HEIGHT; //垂直方向上也是随机出现
	Snow[i].number=rand()%7;         //七种雪花中的一种
}

三、粒子的绘制

       我们有100个粒子，依次绘制出来就可以。这里唯一需要注意的是绘制各种景物的顺序，我们希望看到的是雪花打在人物身上，因此贴图的次序是先绘制背景，接着绘制人物，最后绘制雪花，如果弄反了，就会出现雪花在人物身后很远的地方飘舞的效果，哈哈。

 

四、粒子的更新

        粒子如果是一动不动的，那真是见鬼了。首先至少要有的是雪花下落吧。这个简单，将粒子的y坐标增加就可以了，如果我们还想营造出有风的感觉，即水平方向上雪花也在飘动，那么让粒子的x坐标也改变就可以了。这里需要注意的是当雪花飘出窗口范围的时候，我们得让它回到窗口，否则雪花就越来越少，最后就木有了，成为瞬时雪了。

 

//绘制雪花粒子
for(int i=0;i<SNOW_NUMBER;i++)
{
	//画出粒子
	m_snowMap[Snow[i].number].Draw(m_cacheDC,Snow[i].x,Snow[i].y,32,32);
	//对粒子的位置进行更新
	Snow[i].y+=1;
	if(Snow[i].y>=600)    //当落到最下面后，再回到最上面去
		Snow[i].y=0;
	//为了更自然，在水平方向上也发生位移，就像有风一样
	if(rand()%2==0)
		Snow[i].x+=1;
	else 
		Snow[i].x-=1;
	if(Snow[i].x<0)
		Snow[i].x=WINDOW_WIDTH;      //水平方向上出界后到另一边去
	else if(Snow[i].x>=WINDOW_WIDTH)
		Snow[i].x=0;
}

       大家玩游戏看到的绚丽的效果，很多都是由粒子系统实现的。而粒子系统的实现也就这么四个步骤:定义，初始化，绘制，更新，在更新的时候有的还涉及到消亡的问题。所以只要大家理解了，实现起来应该是不难的。

       在上完整的源代码之前，雾央有几点想说的。

       这个粒子系统实现的比较简单，大家学习了这节笔记后，可以自己改进，让它更完善，比如让雪花飘落的时候旋转，这个是不是就更有感觉了呢，哈哈。或者大家可以尝试定个时，比如每隔两分钟就下一次雪等等，我相信这样，大家会进步的更快。

 

       另外这个粒子系统的实现和之前的背景滚动一样实现的并不好，不知道大家注意到了没有，画面是一卡一卡的，简直是一场悲剧。这个请大家先想一下怎么解决，如果不出意外的话，雾央将在下节笔记中进行讲解流畅动画的实现。

      雾央准备从下节笔记开始使用类进行封装，使代码不至于像现在这样凌乱，不知道大家都有没有C++面向对象的基础，请大家积极留言，让雾央知道是不是有必要简单的讲解一下面向对象的基本知识。

 

     还有，雾央很少看到大家的评论，也不知道自己讲解的有哪些不足。请大家积极留言，发表一下自己的看法，可以说下哪里讲的不好，也可以谈下希望讲解的内容，也可以建议一下讲解方式，雾央希望看到大家的看法，这也是支持雾央继续写下去的动力。

 

 五、源代码欣赏

头文件

// ChildView.h : CChildView 类的接口
//


#pragma once

#define SNOW_NUMBER 100  //雪花例子的数量
// CChildView 窗口

class CChildView : public CWnd
{
// 构造
public:
	CChildView();

// 特性
public:
	//粒子结构体
	struct snow
	{
		int x;     //粒子的x坐标
		int y;	   //粒子的y坐标
		int number;//粒子编号，共七种粒子
	}Snow[SNOW_NUMBER];    
	//雪花图像
	CImage m_snowMap[7];
	//英雄结构体
	struct shero
	{
		CImage hero;     //保存英雄的图像
		int x;             //保存英雄的位置
		int y;
		int direct;        //英雄的方向
		int frame;         //运动到第几张图片
	}MyHero;

	CRect m_client;    //保存客户区大小
	CImage m_bg;      //背景图片

	int m_xMapStart;     //x方向上地图的起始点
	int m_mapWidth;      //背景地图的宽度

	CDC m_cacheDC;   //缓冲DC
	CBitmap m_cacheCBitmap;//缓冲位图
// 操作
public:

// 重写
	protected:
	virtual BOOL PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs);

// 实现
public:
	virtual ~CChildView();

	// 生成的消息映射函数
protected:
	afx_msg void OnPaint();
	DECLARE_MESSAGE_MAP()
public:
	void GetMapStartX();
	afx_msg void OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags);
	afx_msg void OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point);
	afx_msg void OnTimer(UINT_PTR nIDEvent);
	afx_msg int OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct);
};

CPP文件

//-----------------------------------【程序说明】----------------------------------------------
// 【MFC游戏开发】笔记八 粒子系统 配套源代码
// VS2010环境
// 更多内容请访问雾央CSDN博客 http://blog.csdn.net/u011371356/article/category/1497651
// 雾央的新浪微博： @七十一雾央
//------------------------------------------------------------------------------------------------


// ChildView.cpp : CChildView 类的实现
//

#include "stdafx.h"
#include "GameMFC.h"
#include "ChildView.h"

#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#endif

//定时器的名称用宏比较清楚
#define TIMER_PAINT 1
#define TIMER_HEROMOVE 2
//四个方向
#define DOWN 0
#define LEFT 1
#define RIGHT 2
#define UP 3
//窗口大小
#define WINDOW_WIDTH 800
#define WINDOW_HEIGHT 600
// CChildView

CChildView::CChildView()
{
}

CChildView::~CChildView()
{
}


BEGIN_MESSAGE_MAP(CChildView, CWnd)
	ON_WM_PAINT()
	ON_WM_KEYDOWN()
	ON_WM_LBUTTONDOWN()
	ON_WM_TIMER()
	ON_WM_CREATE()
END_MESSAGE_MAP()


//将png贴图透明
void TransparentPNG(CImage *png)
{
	for(int i = 0; i <png->GetWidth(); i++)
	{
		for(int j = 0; j <png->GetHeight(); j++)
		{
			unsigned char* pucColor = reinterpret_cast<unsigned char *>(png->GetPixelAddress(i , j));
			pucColor[0] = pucColor[0] * pucColor[3] / 255;
			pucColor[1] = pucColor[1] * pucColor[3] / 255;
			pucColor[2] = pucColor[2] * pucColor[3] / 255;
		}
	}
}

// CChildView 消息处理程序

BOOL CChildView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs) 
{
	if (!CWnd::PreCreateWindow(cs))
		return FALSE;

	cs.dwExStyle |= WS_EX_CLIENTEDGE;
	cs.style &= ~WS_BORDER;
	cs.lpszClass = AfxRegisterWndClass(CS_HREDRAW|CS_VREDRAW|CS_DBLCLKS, 
		::LoadCursor(NULL, IDC_ARROW), reinterpret_cast<HBRUSH>(COLOR_WINDOW+1), NULL);
	
	//-----------------------------------游戏数据初始化部分-------------------------
	
	//加载背景
	m_bg.Load("bigbg.png");
	//获取背景地图的宽度
	m_mapWidth=m_bg.GetWidth();
	//加载英雄图片
	MyHero.hero.Load("heroMove.png");
	TransparentPNG(&MyHero.hero);
	//初始化英雄状态
	MyHero.direct=UP;
	MyHero.frame=0;
	//设置英雄初始位置
	MyHero.x=80;    
	MyHero.y=400;
	//设置地图初始从最左端开始显示
	m_xMapStart=0;
	//加载雪花图像
	char buf[20];
	for(int i=0;i<7;i++)    //加载七种图像
	{
		sprintf(buf,"Snow//%d.png",i);
		m_snowMap[i].Load(buf);
	}
	//初始化雪花粒子
	for(int i=0;i<SNOW_NUMBER;i++)
	{
		Snow[i].x=rand()% WINDOW_WIDTH;   //最初雪花在水平方向上随机出现
		Snow[i].y=rand()% WINDOW_HEIGHT; //垂直方向上也是随机出现
		Snow[i].number=rand()%7;         //七种雪花中的一种
	}
	
	return TRUE;
}
//计算地图左端x开始位置
void CChildView::GetMapStartX()
{
	//如果人物不在最左边和最右边半个屏幕内时，地图的起始坐标是需要根据人物位置计算的。
	if(MyHero.x<m_mapWidth-WINDOW_WIDTH/2 && MyHero.x>WINDOW_WIDTH/2)
		m_xMapStart=MyHero.x-WINDOW_WIDTH/2;
}
//获取人物在屏幕上的坐标
int GetScreenX(int xHero,int mapWidth)
{
	//如果人物在最左边和最右边半个屏幕内时，那么人物就处在屏幕中间
	if(xHero<mapWidth-WINDOW_WIDTH/2 && xHero>WINDOW_WIDTH/2)
		return WINDOW_WIDTH/2;
	else if(xHero<=WINDOW_WIDTH/2)     //在最左边半个屏幕时，人物在屏幕上的位置就是自己的x坐标了
		return xHero;
	else 
		return WINDOW_WIDTH-(mapWidth-xHero);  //在最右边半个屏幕
}
void CChildView::OnPaint() 
{
	//获取窗口DC指针
	CDC *cDC=this->GetDC();
	//获取窗口大小
	GetClientRect(&m_client);
	//创建缓冲DC
	m_cacheDC.CreateCompatibleDC(NULL);
	m_cacheCBitmap.CreateCompatibleBitmap(cDC,m_client.Width(),m_client.Height());
	m_cacheDC.SelectObject(&m_cacheCBitmap);
	//计算背景地图起始位置
	GetMapStartX();
	//————————————————————开始绘制——————————————————————
	//贴背景,现在贴图就是贴在缓冲DC：m_cache中了
	m_bg.Draw(m_cacheDC,0,0,WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT,m_xMapStart,0,WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT);
	//贴英雄
	MyHero.hero.Draw(m_cacheDC,GetScreenX(MyHero.x,m_mapWidth),MyHero.y,80,80,MyHero.frame*80,MyHero.direct*80,80,80);
	//绘制雪花粒子
	for(int i=0;i<SNOW_NUMBER;i++)
	{
		//画出粒子
		m_snowMap[Snow[i].number].Draw(m_cacheDC,Snow[i].x,Snow[i].y,32,32);
		//对粒子的位置进行更新
		Snow[i].y+=1;
		if(Snow[i].y>=600)    //当落到最下面后，再回到最上面去
			Snow[i].y=0;
		//为了更自然，在水平方向上也发生位移，就像有风一样
		if(rand()%2==0)
			Snow[i].x+=1;
		else 
			Snow[i].x-=1;
		if(Snow[i].x<0)
			Snow[i].x=WINDOW_WIDTH;      //水平方向上出界后到另一边去
		else if(Snow[i].x>=WINDOW_WIDTH)
			Snow[i].x=0;
	}
	//最后将缓冲DC内容输出到窗口DC中
	cDC->BitBlt(0,0,m_client.Width(),m_client.Height(),&m_cacheDC,0,0,SRCCOPY);

	//————————————————————绘制结束—————————————————————
	
	//在绘制完图后,使窗口区有效
	ValidateRect(&m_client);
	//释放缓冲DC
	m_cacheDC.DeleteDC();
	//释放对象
	m_cacheCBitmap.DeleteObject();
	//释放窗口DC
	ReleaseDC(cDC);
}

//按键响应函数
void CChildView::OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags)
{
	//nChar表示按下的键值
	switch(nChar)
	{
	case 'd':         //游戏中按下的键当然应该不区分大小写了
	case 'D':
		MyHero.direct=RIGHT;
		MyHero.x+=5;
		break;
	case 'a':
	case 'A':
		MyHero.direct=LEFT;
		MyHero.x-=5;
		break;
	case 'w':
	case 'W':
		MyHero.direct=UP;
		MyHero.y-=5;
		break;
	case 's':
	case 'S':
		MyHero.direct=DOWN;
		MyHero.y+=5;
		break;
	}
}

//鼠标左键单击响应函数
void CChildView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)
{
	char bufPos[50];
	sprintf(bufPos,"你单击了点X:%d,Y:%d",point.x,point.y);
	AfxMessageBox(bufPos);
}

//定时器响应函数
void CChildView::OnTimer(UINT_PTR nIDEvent)
{
	
	switch(nIDEvent)
	{
	case TIMER_PAINT:OnPaint();break;  //若是重绘定时器，就执行OnPaint函数
	case TIMER_HEROMOVE:               //控制人物移动的定时器
		{
			MyHero.frame++;              //每次到了间隔时间就将图片换为下一帧
			if(MyHero.frame==4)          //到最后了再重头开始
				MyHero.frame=0;
		}
		break;
	}
}


int CChildView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct)
{
	if (CWnd::OnCreate(lpCreateStruct) == -1)
		return -1;

	// TODO:  在此添加您专用的创建代码

	//创建一个10毫秒产生一次消息的定时器
	SetTimer(TIMER_PAINT,10,NULL);
	//创建人物行走动画定时器
	SetTimer(TIMER_HEROMOVE,100,NULL);
	return 0;
}

本节笔记源代码请点这里下载   

 

      《MFC游戏开发》笔记八到这里就结束了，更多精彩请关注下一篇。如果您觉得文章对您有帮助的话，请留下您的评论，点个赞，能看到你们的留言是我最高兴的事情，因为这让我知道我正在帮助曾和我一样迷茫的少年，你们的支持就是我继续写下去的动力，愿我们一起学习，共同努力，复兴国产游戏。

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