Qt 学习之路 2（91）：粒子系统（续）

粒子的旋转作用于每一个粒子，除此之外，我们还可以设置粒子轨迹的方向。轨迹取决于一个指定的向量空间，该向量空间定义了粒子的速度和加速度，以及一个随机的方向。QML 提供了三个不同的向量空间，用于定义粒子的速度和加速度：

PointDirection

：使用 x 和 y 值定义的方向

AngleDirection

：使用角度定义的方向

TargetDirection

：使用一个目标点坐标定义的方向





下面我们详细介绍这几种向量空间。

首先，我们讨论

AngleDirection

。要使用

AngleDirection

，我们需要将其赋值给

Emitter

的

velocity

属性：

1	velocity: AngleDirection { }

粒子发射角度使用

angle

属性定义。

angle

属性的取值范围是[0, 360)，0 为水平向右。在我们例子中，我们希望粒子向右发射，因此

angle

设置为 0；粒子发射范围则是 +/-5 度：

1 2 3 4

velocity: AngleDirection { angle: 0 angleVariation: 15 }

现在我们设置好了方向，下面继续设置粒子速度。粒子的速度由

magnitude

属性决定。

magnitude

单位是像素/秒。如果我们的场景宽度是
640px，那么将

magnitude

设置为 100 或许还不错。这意味着，粒子平均需要耗费 6.4 秒时间从场景一端移动到另一端。为了让粒子速度更有趣，我们还要设置

magnitudeVariation

属性。这会为该速度设置一个可变的范围区间：

12345

velocity: AngleDirection { ... magnitude: 100 magnitudeVariation: 50}

下面是

Emitter

的完整代码。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Emitter { id: emitter anchors.left: parent.left anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter width: 1; height: 1 system: particleSystem lifeSpan: 6400 lifeSpanVariation: 400 size: 32 velocity: AngleDirection { angle: 0 angleVariation: 15 magnitude: 100 magnitudeVariation: 50 } }

要运行上面的代码，只需要将上一章的示例程序中

Emitter

替换下即可。根据前面的描述，由于我们将

magnitude

设置为
100，因此粒子的平均生命周期为 6.4 秒。另外，我们将发射器的宽度和高度都设置为 1px，意味着所有粒子都会从相同位置发射，也就具有相同的轨迹起点。

接下来我们来看加速度。加速度为每一个粒子增加一个加速度向量，该向量会随时间的流逝而改变速度。例如，我们创建一个类似星轨的轨迹，为了达到这一目的，我们将速度方向修改为 -45 度，并且移除速度变量区间：

1234	velocity: AngleDirection { angle: -45 magnitude: 100}

加速度方向为 90 度向下，数值为 25：

1 2 3 4

acceleration: AngleDirection { angle: 90 magnitude: 25 }

那么，这段代码的执行结果如下所示：





至于为什么这个加速度能够形成这样的轨迹，已经超出了本文的范围，这里不再赘述。

下面介绍另外一种方向的定义。PointDirection

使用 x 和 y 值导出向量空间。例如，你想要让粒子轨迹沿着 45 度角的方向，那么就需要将 x 和 y 设置成相同的值。在我们的例子中，我们希望粒子轨迹从左向右，成为一个
15 度的角。为了设置粒子轨迹，首先我们需要将

PointDirection

赋值给

Emitter

的

velocity

属性：

1	velocity: PointDirection { }

为了指定粒子速度为 100px 每秒，我们将

x

的值设置为 100。15 度是 90 度的六分之一，因此我们将 y 的变化范围（

yVariation

）指定为 100/6：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Emitter { id: emitter anchors.left: parent.left anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter width: 1; height: 1 system: particles lifeSpan: 6400 lifeSpanVariation: 400 size: 16 velocity: PointDirection { x: 100 y: 0 xVariation: 0 yVariation: 100/6 } }

代码运行结果如下：





最后是

TargetDirection

。

TargetDirection

使用相对于发射器或某个项目的
x 和 y 坐标指定一个目标点。如果指定的是一个项目，那么这个项目的中心会成为目标点。使用

TargetDirection

可以达到一些特殊的效果。例如下面的代码：

123456

velocity: TargetDirection { targetX: 100 targetY: 0 targetVariation: 100/6 magnitude: 100}

我们使用

TargetDirection

，将目标点的 x 坐标设置为 100，y 坐标为 0，因此这是一个水平轴上的点。

targetVariation

值为 100/6，这会形成一个大约 15 度的范围。代码运行结果如下：

上一章提到，粒子由发射器发射。一旦粒子发射出来，发射器的任务就已经完成，不会再对粒子有任何影响。如果我们需要影响已经发射出的粒子，需要使用影响器（affector）。影响器有很多种类：

Age

：改变粒子的生命周期，一般用于提前结束粒子的生命周期

Attractor

：将粒子吸引到一个指定的点

Friction

：按比例降低粒子的当前速度

Gravity

：添加一个有一定角度的加速度

Turbulence

：为粒子增加一个图像噪音

Wander

：随机改变粒子轨迹

GroupGoal

：改变粒子组的状态

SpriteGoal

：改变精灵粒子的状态

Age

可以改变粒子的生命周期，

lifeLeft

属性指定粒子还能存活还有多少时间。例如：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56

import QtQuick 2.0 import QtQuick.Particles 2.0 Rectangle { id: root; width: 480; height: 160 color: "#1f1f1f" ParticleSystem { id: particles } Emitter { id: emitter anchors.left: parent.left anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter width: 1; height: 1 system: particles lifeSpan: 6400 lifeSpanVariation: 400 size: 16 velocity: TargetDirection { targetX: 100 targetY: 0 targetVariation: 100/6 magnitude: 100 } } Age { anchors.horizontalCenter: parent.horizontalCenter width: 140; height: 120 system: particles advancePosition: true lifeLeft: 3200 once: true Rectangle { anchors.fill: parent color: 'transparent' border.color: 'green' border.width: 2 opacity: 0.8 } } ItemParticle { system: particles delegate: Rectangle { id: rect width: 10 height: 10 color: "red" radius: 10 } } }

在这个例子中，我们利用影响器

Age

，将粒子的生命周期缩短到 3200 毫秒（

lifeLeft

指定）。当粒子进入影响器的范围时，其生命周期只剩下
3200 毫秒。将

advancePosition

设置为

true

，我们会看到一旦粒子的生命周期只剩下
3200 毫秒，粒子又会在其预期的位置重新出现。

影响器

Attractor

将粒子吸引到使用

pointX

和

pointY

定位的指定点，该点的坐标相对于

Attractor

。

strength

属性指定

Attractor

吸引的强度。

123456789101112131415

Attractor { anchors.horizontalCenter: parent.horizontalCenter width: 160; height: 70 system: particles pointX: 0 pointY: 0 strength: 1.0 Rectangle { anchors.fill: parent color: 'transparent' border.color: 'green' border.width: 2 opacity: 0.8 } }

在我们的例子中，粒子从左向右发射，

Attractor

在界面上半部分。只有进入到影响器范围内的粒子才会受到影响，这种轨迹的分离使我们能够清楚地看到影响器的作用。

影响器

Friction

会按照一定比例降低粒子的速度。例如：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Friction { anchors.horizontalCenter: parent.horizontalCenter width: 240; height: 120 system: particles factor : 0.8 threshold: 25 Rectangle { anchors.fill: parent color: 'transparent' border.color: 'green' border.width: 2 opacity: 0.8 } }

上面的代码中，粒子会按照

factor

为 0.8 的比例降低粒子的速度，直到降低到 25 像素/秒（由

threshold

属性指定）。其运行结果如下：





影响器

Gravity

为粒子添加一个加速度。例如：

12345678910111213

Gravity { width: 240; height: 90 system: particles magnitude: 50 angle: 90 Rectangle { anchors.fill: parent color: 'transparent' border.color: 'green' border.width: 2 opacity: 0.8 } }

在这个例子中，所有进入到影响器范围内的粒子都会添加一个加速度，角度是 90 度（向下），取值 50。代码运行结果是：

影响器

Turbulence

为每个粒子添加一个力向量。每个粒子所获得的随机力向量都是随机的，这由一个噪音图像决定，使用

noiseSource

属性可以自定义这个噪音图像。

strength

属性定义了作用到粒子上面的向量有多强。例如：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Turbulence { anchors.horizontalCenter: parent.horizontalCenter width: 240; height: 120 system: particles strength: 100 Rectangle { anchors.fill: parent color: 'transparent' border.color: 'green' border.width: 2 opacity: 0.8 } }

运行这段代码，观察粒子轨迹就会发现，一旦进入到影响器的范围内，粒子就像发疯一样到处乱穿，而不是原本按照从左向右的方向保持一个大致的轨迹。





影响器

Wander

控制轨迹。

affectedParameter

属性指定

Wander

可以控制哪一个属性（速度、位置或者加速度等）；

pace

属性指定每秒该属性变化的最大值；

yVariance

和

yVariance

指定粒子轨迹
x 和 y 坐标的浮动区间。例如：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Wander { anchors.horizontalCenter: parent.horizontalCenter width: 240; height: 120 system: particles affectedParameter: Wander.Position pace: 200 yVariance: 240 Rectangle { anchors.fill: parent color: 'transparent' border.color: 'green' border.width: 2 opacity: 0.8 } }

在这个例子中，影响器作用于粒子轨迹的位置属性，轨迹位置会以每秒 200 次的频率，在 y 方向上随机震动。





粒子是用于模拟很多自然现象，比如云、烟、火花等的强有力的工具。Qt 5 内置的粒子系统让我们可以轻松完成这些工作。同时，适当的粒子往往会成为用户界面上最吸引人的部分，尤其对于一些游戏应用，粒子特效更是不可或缺。应该说，游戏才是粒子的最佳应用环境。