需要帮助将粒子系统的扩散/发散从 2 维扩展到 3 维

Question

我需要帮助。我已经为此苦苦挣扎了一个星期，但毫无进展。我正在构建一个 3D 粒子系统，主要用于学习，目前正在研究粒子扩散/发散。具体来说，将随机方向引入粒子方向，以创建看起来更像喷泉而不是固体流的东西。

我已经成功地让它在一个轴上工作，但无论我做什么，我都无法让它在 3 维上工作。

这就是我正在做的事情：

    // Compute a random angle between -180 to +180 for velocity angle x, y and z. spreadAmount is a float from 0.0 to 1.0 to control degree of spread.
    float velangrndx = spreadAmount * ((((double)(rand() % RAND_MAX) / (RAND_MAX)) - 0.5) * 360.0 * 3.14159265359 / 180.0);
    float velangrndy = spreadAmount * ((((double)(rand() % RAND_MAX) / (RAND_MAX)) - 0.5) * 360.0 * 3.14159265359 / 180.0);
    float velangrndz = spreadAmount * ((((double)(rand() % RAND_MAX) / (RAND_MAX)) - 0.5) * 360.0 * 3.14159265359 / 180.0);

// Compute Angles
float vsin_anglex_dir = -PF_SIN(velangrndx);
float vcos_anglex_dir = -PF_COS(velangrndx);
float vsin_angley_dir = -PF_SIN(velangrndy);
float vcos_angley_dir = -PF_COS(velangrndy);
float vsin_anglez_dir = -PF_SIN(velangrndz);
float vcos_anglez_dir = -PF_COS(velangrndz);

// Assign initial velocity to velocity x, y, z. vel is a float ranging from 0.0 - 0.1 specified by user. velx, vely, and velz are also floats. velx = vel; vely = vel; velz = vel;

最后，我们得到下面的粒子扩散/发散函数。如果我只使用第一个 X 轴（注释掉 Y 和 Z），它会正常工作（参见图像），但如果我使用 Y 和 Z 轴，它会完全错误地工作。 px0、py0 和 pz0 是临时浮点变量，用于保留速度变量。

// X Divergence
px0 = (velx * vsin_anglex_dir);
py0 = (velx * vcos_anglex_dir);
pz0 = velz;
velx = px0; vely = py0; velz = pz0;

// Y Divergence
py0 = (vely * vsin_angley_dir);
pz0 = (vely * vcos_angley_dir);
px0 = velx;
velx = px0; vely = py0; velz = pz0;

// Z Divergence
pz0 = (velz * vsin_anglez_dir);
px0 = (velz * vcos_anglez_dir);
py0 = vely;
velx = px0; vely = py0; velz = pz0;

然后使用 velx、vely 和 velz 来计算粒子屏幕位置。

这就是仅 X 轴的粒子散布在 25%、75% 和 100% 时的样子（如果我注释掉 Y 和 Z 代码）。这按其应有的方式工作，理论上，如果我的代码的其余部分工作正常，我应该在 Y 和 Z 轴上得到相同的结果。但我不这么认为。

我真的需要一些帮助。关于我做错了什么以及如何正确地将当前工作的扩散函数从 2 维扩展到 3 维有什么建议吗？

谢谢， -理查德

Answer 1

可能是因为velx的值，vely和velz在后续计算中被覆盖。查看以下内容是否按照您期望的方式工作。

// X Divergence
float velxXD = (velx * vsin_anglex_dir);
float velyXD = (velx * vcos_anglex_dir);
float velzXD = velz;

// Y Divergence
float velxYD = velx;
float velyYD = (vely * vsin_angley_dir);
float velzYD = (vely * vcos_angley_dir);

// Z Divergence
float velxZD = (velz * vcos_anglez_dir); 
float velyZD = vely;
float velzZD = (velz * vsin_anglez_dir);

velx=velxXD+velxYD+velxZD;
vely=velyXD+velyYD+velyZD;
velz=velzXD+velzYD+velzZD;