粒子系統(tǒng)渲染階段

在更新完成之后，通常每個例子用經(jīng)過紋理映射的四邊形sprite進行渲染，也就是說四邊形總是面向觀察者。但是，這個過程不是必須的，在一些低分辨率或者處理能力有限的場合，粒子可能僅僅渲染成一個像素，在離線渲染中甚至渲染成一個元球，從粒子元球計算出的等值面可以得到相當(dāng)好的液體表面。另外，也可以用三維網(wǎng)格渲染粒子。

3DStudioMAX3通過專門的空間變形來控制一個粒子系統(tǒng)和場景之間的交互作用，還可以控制粒子本身的可繁殖特性，這些特性允許粒子在碰撞時發(fā)生變異、繁殖或者死亡。簡單地說，粒子系統(tǒng)是一些粒子的集合，通過指定發(fā)射源在發(fā)射粒子流的同時創(chuàng)建各種動畫效果。在3DStudioMAX中，粒子系統(tǒng)是一個對象，而發(fā)射的粒子是子對象。將粒子系統(tǒng)作為一個整體來設(shè)置動畫，并且隨時調(diào)整粒子系統(tǒng)的屬性，以控制每一個粒子的行為。在3DStudioMAX1.0版本中，粒子系統(tǒng)只有Spray(噴射)和Snow(雪)兩種，雖然它們是最簡單的粒子系統(tǒng)但是效果很好，在制作流水、噴泉、灰塵時依然適用。并且高級粒子系統(tǒng)的創(chuàng)建思想也基于Spray和Snow的創(chuàng)建原則，只是加強了動畫設(shè)計師控制粒子行為的功能。

在模擬階段，根據(jù)生成速度以及更新間隔計算新粒子的數(shù)目，每個粒子根據(jù)發(fā)射器的位置及給定的生成區(qū)域在特定的三維空間位置生成，并且根據(jù)發(fā)射器的參數(shù)初始化每個粒子的速度、顏色、生命周期等等參數(shù)。然后檢查每個粒子是否已經(jīng)超出了生命周期，一旦超出就將這些粒子剔出模擬過程，否則就根據(jù)物理模擬更改粒子的位置與特性，這些物理模擬可能像將速度加到當(dāng)前位置或者調(diào)整速度抵消摩擦這樣簡單，也可能像將外力考慮進去計算正確的物理拋射軌跡那樣復(fù)雜。另外，經(jīng)常需要檢查與特殊三維物體的碰撞以使粒子從障礙物彈回。由于粒子之間的碰撞計算量很大并且對于大多數(shù)模擬來說沒有必要，所以很少使用粒子之間的碰撞。

每個粒子系統(tǒng)都有用于其中每個粒子的特定規(guī)則，通常這些規(guī)則涉及到粒子生命周期的插值過程。例如，許多系統(tǒng)在粒子生命周期中對離子的阿爾法值即透明性進行插值直到粒子湮滅。

一.輕子 (12種){輕子主要參與弱作用，帶電輕子也參與電磁作用，不參與強作用。}

01.電子

02.正電子(電子的反粒子)

03.μ子

04.反μ子

05.τ子

06.反τ子

07.電子中微子

08.反電子中微子

09.μ子中微子

10.反μ子中微子

11.τ子中微子

12.反τ子中微子

二.夸克 (36種)Quark，層子、虧子 (6味×3色×正反粒子=36種)

13.紅上夸克

14.反紅上夸克

15.綠上夸克

16.反綠上夸克

17.藍上夸克

18.反藍上夸克

19.紅下夸克

20.反紅下夸克

21.綠下夸克

22.反綠下夸克

23.藍下夸克

24.反藍下夸克

25.紅粲夸克

26.反紅粲夸克

27.綠粲夸克

28.反綠粲夸克

29.藍粲夸克

30.反藍粲夸克

31.紅奇夸克

32.反紅奇夸克

33.綠奇夸克

34.反綠奇夸克

35.藍奇夸克

36.反藍奇夸克

37.紅頂夸克

38.反紅頂夸克

39.綠頂夸克

40.反綠頂夸克

41.藍頂夸克

42.反藍頂夸克

43.紅底夸克

44.反紅底夸克

45.綠底夸克

46.反綠底夸克

47.藍底夸克

48.反藍底夸克

三.規(guī)范玻色子(規(guī)范傳播子) (14種)

49.引力型-中性膠子(Ⅰ型開弦) 上夸克-上夸克

50.引力型-中性膠子(Ⅰ型開弦) 反上夸克-反上夸克

51.磁力型-中性膠子(Ⅰ型閉弦) (反)下夸克-(反)下夸克

52.磁力型-中性膠子(Ⅰ型閉弦) 夸克-反夸克

53.陽電力型膠子 上夸克-下夸克

54.陰電力型膠子 上夸克-下夸克

55.陽電力型膠子 反上夸克-反下夸克

56.陰電力型膠子 反上夸克-反下夸克

57.光子(光量子)

58.引力子(還是一個假設(shè))

59.W+玻色子

60.W-玻色子

61.Z玻色子

62.希格斯玻色子Higgs Boson

3DSmax非常吸引人的一項功能就是它的粒子系統(tǒng)(particle system)，在模仿自然現(xiàn)象、物理現(xiàn)象及空間扭曲上具備得天獨厚的優(yōu)勢。在3DSmax1.2的版本中，粒子系統(tǒng)能夠模擬雨、雪、流水和灰塵等。隨著功能的逐步完善，粒子系統(tǒng)幾乎可以模擬任何富于聯(lián)想的三維效果:煙云、火花、爆炸、暴風(fēng)雪或者瀑布。為了增加物理現(xiàn)象的真實性，粒子系統(tǒng)通過空間扭曲控制粒子的行為，結(jié)合空間扭曲能對粒子流造成引力、阻擋、風(fēng)力等仿真影響。

通常粒子系統(tǒng)在三維空間中的位置與運動是由發(fā)射器控制的。發(fā)射器主要由一組粒子行為參數(shù)以及在三維空間中的位置所表示。粒子行為參數(shù)可以包括粒子生成速度(即單位時間粒子生成的數(shù)目)、粒子初始速度向量(例如什么時候向什么方向運動)、粒子壽命(經(jīng)過多長時間粒子湮滅)、粒子顏色、在粒子生命周期中的變化以及其它參數(shù)等等。使用大概值而不是絕對值的模糊參數(shù)占據(jù)全部或者絕大部分是很正常的，一些參數(shù)定義了中心值以及允許的變化。

典型的粒子系統(tǒng)更新循環(huán)可以劃分為兩個不同的階段:參數(shù)更新/模擬階段以及渲染階段。每個循環(huán)執(zhí)行每一幀動畫。

在許多三維建模及渲染包內(nèi)部就可以創(chuàng)建、修改粒子系統(tǒng)，如 3D Studio Max 、Maya 以及 Blender 等。這些編輯程序使藝術(shù)家能夠立即看到他們設(shè)定的特性或者規(guī)則下粒子系統(tǒng)的表現(xiàn)，另外還有一些插件能夠提供增強的粒子系統(tǒng)效果，例如AfterBurn以及用于流體的 RealFlow。而2D的粒子特效軟件中particleIllusion最為出色，因為他的渲染比一般的3D軟件快較為平面化。Combustion 這樣的多用途軟件或者只能用于粒子系統(tǒng)的 Particle Studio 等都可以用來生成電影或者視頻中的粒子系統(tǒng)。