生成 GPU 粒子答案

【问题标题】：Spawning GPU Particles生成 GPU 粒子
【发布时间】：2016-07-09 19:38:24
【问题描述】：

我正在开发我的第一个游戏引擎，并尝试实现一个 GPU 粒子系统。我以前在 CPU 上实现过一个，但现在我正试图让它更高效。具体来说，我的问题是在一生中产生粒子。

由于我正在为粒子引擎处理帧缓冲区纹理，因此它非常并行，但代价是无法返回 CPU，对吗？我首先绘制了一个处理该特定粒子系统计算的四边形（为了排序可能必须有第二个四边形），然后我运行 glDrawArraysInstanced

我的一个想法是在需要创建粒子时使用布尔值或整数值，表示需要创建粒子或生成粒子的数量，两者均由 CPU 初始化。因此，如果我发现一个粒子（像素）的生命周期（假设第一个 fbo 纹理的 alpha 值）小于零，并且我知道我应该创建它，我该如何禁用其余部分的创建粒子，还是减少要爆炸的粒子数？我听说过诸如变换反馈之类的东西，但我不知道这是否是最好的方法。无状态粒子声音限制 - 并非所有粒子都有 1:1 的生成率。

简单重复一下这个问题：生成 GPU 粒子的最佳方式是什么？

如果我能知道 CPU 上的粒子数量，顺便说一下，我可以在 glDrawArraysInstanced 中设置要绘制的数量，所以如果你能在答案中包含它，我将不胜感激。

【问题讨论】：

“我正在开发我的第一个游戏引擎” - Write Games, Not Engines
我以前做过游戏。厌倦了使用其他人的引擎，不想为每个游戏编写一个全新的代码库。我已经在渲染、物理、照明、输入和大量其他系统方面做了大量工作。现在停止听起来不是一个好主意。
哦，还有@JesperJuhl - 我刚刚读了这篇文章。我已经计划了几个游戏创意，并且代码中的每个系统都计划在不同类型的游戏中工作。如果我编写一个游戏，它就不会很灵活。例如，我的输入系统兼容 Linux 和 Windows，很快就会兼容 Mac，并且设计为具有各种输入和功能，易于使用和灵活。所以感谢你的爱，但我真的不需要它——我只需要找出解决这个问题的最佳（也是最灵活）的方法。

标签： c++ opengl glsl framebuffer particle-system

【解决方案1】：

我去试试……

CPU 应该知道最大粒子数是多少（这将是池大小）和当前“活”粒子数。第一个数字用于初始化或调整粒子状态 VBO 的大小，不应经常更改。如果您愿意，第二个可以逐帧更改。

单个粒子的寿命应作为 VBO 值的一部分存储。大概您使用计数器或时间值来确定位置、颜色等，当该计数器达到最大值时，您“杀死”粒子并重新分配。通过改变初始计数器值，粒子不必都以相同的方式启动和更新。

对于更新粒子状态，是的，您需要变换反馈。您将拥有一个“顶点着色器”，它从旧粒子计算每个粒子的新值并将这些值写入另一个 VBO。有关详细信息和示例代码，请参阅 OpenGL SuperBible。我只是在两个 VBO 之间打乒乓球，一个用于旧值，一个用于新值，但您也可能决定使用纹理缓冲区对象，它们是可以在着色器中写入的大型数组（比统一大得多）。每次更新的粒子数由 CPU 实时计数器控制。

希望这会有所帮助。

【讨论】：

感谢您的回答，但是当我考虑使用 VBO 时，我决定不这样做。我认为纹理（例如 nullprogram.com/blog/2014/06/29 ）对于大量粒子来说是一个更好的解决方案。我的粒子目前有一个循环生命周期，但我希望它们能够“死”一段时间，这是我的问题。我不会单独在 GPU 上创建一个新粒子。
如果你想做高效的并行处理，不要考虑控制单个粒子。您需要适用于大量数字的算法。通过减少 glDrawArraysInstanced 中使用的活动计数或其他任何方法，或者允许粒子具有负年龄并且在年龄> 0 之前不可见，单个粒子可以“死亡”一段时间
这正是我的计划，我的问题在于实施。由于粒子的随机生命周期，gldrawarrayinstanced 很难控制存活的粒子数量。如果我有在 GPU 上递增和递减的粒子数，我可以解决这个问题。