落沙粒子物理

Question

我正在开发带有沙粒模拟的 iOS 应用程序。这是一个alpha版本的视频，展示了它的逻辑http://www.youtube.com/watch?v=cYgw6jHx6QE

但是我对粒子算法的性能有疑问。

现在我是这样做的（app是在cocos2d上做的，不过没关系）：

每 0.03 秒我获取屏幕像素数据

glReadPixels(0,0,WindowSize.width,WindowSize.height,GL_RGBA,GL_UNSIGNED_BYTE,&ScreenBuffer);

我还有一个比较像素颜色和背景颜色的功能

- (BOOL) GetColorAtPoint: (int) GetX : (int)GetY
{
    int YSize = (int)WindowSize.width*4;

    Byte R = ScreenBuffer[(YSize*GetY) + 0 + (4 * GetX)];
    Byte G = ScreenBuffer[(YSize*GetY) + 1 + (4 * GetX)];
    Byte B = ScreenBuffer[(YSize*GetY) + 2 + (4 * GetX)];
    Byte A = ScreenBuffer[(YSize*GetY) + 3 + (4 * GetX)];

    return (R==255 && G == 0 && B == 0 && A == 255);
}

我为粒子定义了结构并为它们设置了数组

struct SandParticle
{
    CGPoint Position;

    BOOL CMTop;
    BOOL CMBottom;
    BOOL CMLeft;
    BOOL CMRight;
};

struct SandParticle SandMatrix[5000];

int ParticlesCounter;

所以，我的逻辑如下。每 0.03 秒，我使用 SandParticle 结构创建新粒子并将其添加到 SandMatrix 数组并增加 ParticlesCounter。然后我遍历 SandMatrix 数组，对于每个粒子，我在底部的位置 Y-1、左侧的 Y-1 X-1、右侧的 Y-1 X+1 上获得背景颜色（使用上面提到的 GetColorAtPoint 方法）。如果背景颜色为红色，则粒子可以向下、向左或向右移动。

完整的代码在这里https://gist.github.com/8e6c4710950d17ed3d3c#L122（不要严格判断，这是一个草稿版本）

主要问题是，对于超过 ±800 的粒子数量，我在 iOS 设备上出现帧率下降（模拟器中一切正常）。问题是一个迭代周期 (UpdateParticles method)。但我不知道如何以另一种方式做到这一点。有什么我可以在这里做的吗？

Answer 1

我不知道确切的算法，但通常好的随机生成器相当慢；也许您可以避免该调用，在初始化阶段执行此操作，填充数组并通过索引获取值，例如

       int Randomized = precomputed_arc4rand_unif2[CPLoop];

假设优化处于最佳状态，我认为重新排列代码不应该在性能方面带来重要的好处，除非您可以在复制到 CurrentParticle 之前检查是否继续，通常您可以避免这样的副本，如果您想要更短的方式来编写它，请使用定义或通过指针（但也许优化也可以保存），即

      struct SandParticle *CurrentParticle = &SandMatrix[CPLoop];

然后您执行CurrentParticle-> 而不是CurrentParticle. 并删除不需要的CurrentParticle 的最终“复制回”。

但我不知道它是否会使性能更好。