Siney's BLOG

今天来说说天气系统（或者说雨雪天气）的实现，这个问题最容易让人想到的就是使用粒子系统模拟，或者在眼前（2d空间内）渲染一些下落的粒子，在老的《天下贰》引擎中就使用的是后者，这样虽然效率高，但从视觉感受上说，很假很失真；如果使用粒子系统模拟，就需要解决效率问题和粒子与3d场景碰撞的问题，要不然就会产生在帐篷内头顶也有雨滴的现象。

先来说说效率问题，我前边的博客也有提到，影响d3d渲染效率的因素很多，其中之一就是DP的调用，而模拟雨雪天气一般都需要使用上万个的粒子，对于一般粒子系统的实现可能就是上万次的DP调用，这简直是效率杀手，解决这个问题有很多方案，一种是使用类似d3d9 sdk instance的那个例子，减少DP的调用，但这个例子的实现方法对硬件稍微有点需求，不太适合低档显卡；还有一种方法就是创建一个大的dynamic buffer，把所有粒子的顶点合并到这个大的buffer上，每个粒子2个三角形，6个顶点，在cpu算好所有粒子的世界坐标，然后调用一次DP完成全部绘制工作。方法2经过实际测试，效率还是不错的，而且对硬件几乎没有什么需求。

为了不产生屋檐下还有雨滴的假象，还有就是当雨滴掉落在地上的时候会溅起水花，我们需要解决粒子与3d场景的碰撞（交互）的问题，上面已经说了，可能会有上万个粒子，我们要对上万个粒子实时计算碰撞几乎是不可忍受的，为了解决这个问题，可以从如下几个方面去优化代码：

• 多开一个线程异步计算粒子的碰撞，还没有计算出来的粒子不绘制，这在多核cpu上，性能提升明显；
• 对于已经计算过的位置做cache，避免多次重复计算相同的位置，或者临近的位置；
• 减少每秒需要的碰撞计算，尽量重用上一次的计算结果；
• 仅在相机周围的有限范围内绘制粒子，《天下贰》实际测试，仅需要100米半径的方形内就可以模拟暴雨、暴雨的天气；
• 充分优化碰撞算法的实现，这方面优化方案很多，基本就是空间管理，bsp，hull tree等。

经过《天下贰》实际测试，通过上面的方法优化可以获得相当不错的天气模拟效果，并且基本不损失游戏运行效率；

测试机器：8800GT 256M显存，2.2G 双核，2G内存。