如何在Cocos2d-x中集成LiquidFun
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上帝的女孩
2024-04-21 03:05:10
LiquidFun 整合Cocos2d-x 3.0 Demo地址
LiquidFun 官方文档: http//goog le.githu b.io/liquidfun/
LiquidFun Testbed + Cocos2d-x
以下是全文翻译，有不够准确的地方，希望大家指出
下面这段话摘自LiquidFun的官网地址：
通过基于Box2D的功能，LiquidFun 实现了一个可以模拟流体的粒子特效。游戏开发者可以在他们的游戏中通过使用它来实现游戏中的力学，或者逼真的物理特效。游戏设计者则可以通过这些库来设计出精彩的流体互动的游戏体验。
通过上面这段话可以看出，本质上 LiquidFun 是一个在Box2D之上追加的一个扩展，它通过使用粒子系统来实现模拟流体粒子的效果。你可以通过下载安装安卓上的 LiquidFun-Testbed 和 LiquidFun-EyeCandy 来测试它。
Cocos2d-x 已经整合了Box2D, 为了整合LiquidFun, 我们需要先把一个新的类整合进来：b2ParticleSystem
LiquidFun中的 b2ParticleSystem
我并不打算在这里介绍如何使用LiquidFun（你可以通过阅读它的开发向导来学习。）不过，我会讲解如何将 b2ParticleSysytem 整合进Cocos2d-x（这个方法在别的游戏引擎中也同样适用）。
为了合并整合，我们需要一个能够懂得如何渲染 b2ParticleSysytem的 Cocos2d-x Node。b2ParticleSysytem 提供以下4个有用的方法：
class b2ParticleSystem {
...
// 获得粒子的数量
int32 GetParticleCount() const;
// 获得粒子的半径
float32 GetRadius() const;
// 获得每个粒子在Box2D坐标系统中的位置
// 数组长度可以通过GetParticleCount()获得
b2Vec2* GetPositionBuffer();
// 获得每个粒子RGBA Uint8格式下的颜色
b2ParticleColor* GetColorBuffer();
};
理想情况下我们本应该通过重用 cocos2d::ParticleSystemQuad 来做上面提到的渲染，但是因为以下几个原因这样做是行不通的：
cocos2d::ParticleSystemQuad 不支持改变它的吸引子（这是一个设计上的缺陷，之后我们会修复它。）这种情况下应该用一个空的吸引子。
ParticleSystemQuad 是通过Quads来实现的，而不是Points。尽管Cocos2d-x是支持 Points的（如 Cocos2d-x v1.0，它依旧没有办法正常工作因为Points和colors应该在一个交错的数组中。
另一个问题便是Box2D和Cocos2d-x之前的坐标系转换问题，不过这个问题可以很容易解决。
Points vs .Quads
使用Points的主要缺点在于，你没有办法旋转一个Points，这也正是我们在Cocos2d-x上不使用它的原因。
但是Points也有很多优势，它跟Quads比起来只需要更少的内存，这意味着它可以运行的更快。下面举一些使用Point的与Quads不同的情况：
Point 的坐标只需要一个点 （Quads需要4个）
Point 只需要1种颜色（Quads需要4个）
Point 不需要使用 UV 坐标 （Quads需要）
Point 如果你需要使用不同的大小的时候，你可能要传一个浮点型的数组。（Quads不需要）
Point 在做碰撞检测的时候会消耗比Quads更少的资源。
值得注意的是LiquidFun的目的在于模拟流体。因此在流体的情况下，你是不需要去考虑粒子的旋转的, 所以 LiquidFun在这里选择了内存消耗更小的Points
通过GL_POINTS绘图
在OpenGL/OpenGL ES 中可以通过GL_POINTS来绘制Points，不过它有以下几个确定的限制：
它没有办法旋转（就像上面说的那样）
如果你通过gl_PointSize放大或者缩小粒子，你没有办法单独放大或缩小X轴和Y轴的大小，它们只能同时被放大或缩小。
Points也可以使用纹理，但是你没有办法改变他的 U-V坐标，无论你用的是一整张纹理还是什么都不使用。
如果你以前从没使用过GL_POINTS，你可以通过下面的代码来看看它什么样的：
// 创建一个Box2D下的坐标的数组
// 这些坐标等会会转换成Cocos2d-x中的坐标系统的坐标
void *positions = _particleSystem->GetPositionBuffer();
glVertexAttribPointer(position_index, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, positions);
glEnableVertexAttribArray(position_index);
// 颜色的数组. 它的参数格式: R,G,B,A unsigned bytes
void *colors= _particleSystem->GetColorBuffer();
glVertexAttribPointer(color_index, 4, GL_UNSIGNED_BYTE, GL_TRUE, 0, colors);
glEnableVertexAttribArray(color_index);
// 尺寸大小的数组。particlesize_index指的是一个浮点数的数组(上面提到过的)，用户必须创建这个数组
// 这是一个额外的功能，当用户想要使用不一样大小的Points的时候可以用到它
glVertexAttribPointer(particlesize_index, 1, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, particle_size);
glEnableVertexAttribArray(particlesize_index);
// 绘制Points
glDrawArrays(GL_POINTS, 0, _particleSystem->GetParticleCount());
将Box2d坐标转换成Cocos2d-x坐标系
Cocos2d-x v3.0 需要将ModelView模型传递给draw()方法。我们所要做的便是将它转换成Box2D坐标系统中能用的坐标。下面的代码便是我们所需要做的：
class LFParticleSystemNode : public cocos2d::Node {
...
// 为缩放转换用的变量
kmMat4 _ratioTransform;
}
bool LFParticleSystemNode::init(b2ParticleSystem* particleSystem, float ratio)
{
...
// 像素转换为米的比例：相当于将Box2d转换为Cocos2d
kmMat4Scaling(&_ratioTransform, ratio, ratio, 1);
...
}
void LFParticleSystemNode::onDraw(const kmMat4 &modelViewTransform, bool transformUpdated)
{
// 这里需要新建一个新的modelview，它可以让我们在Cocos2d-x坐标系中渲染粒子想·想·
// newMV = modelViewTransform * _ratioTransform
kmMat4 newMV;
kmMat4Multiply(&newMV, &modelViewTransform, &_ratioTransform);
_shaderProgram->use();
_shaderProgram->setUniformsForBuiltins(newMV);
...
}
通过gl_PointSize来转换大小
我们要做的另一件事便是上面所没有讲到的，如何根据“世界”大小来放大缩小Points。下面的代码将会展示：
// Vertex 着色器
attribute vec4 a_position;
attribute vec4 a_color;
attribute float a_size;
void main()
{
// CC_PMatrix = Projection Matrix
// CC_MVMatrix = ModelView Matrix
gl_Position = CC_PMatrix * CC_MVMatrix * a_position;
// 下面正是如何放大所辖Points的方法：
// 这里的ModelView 模型的X轴缩放为[0][0] Y轴缩放为[1][1]
//不幸的是我们只能ScaleX或者ScaleY，而不能同时使用它们
gl_PointSize = CC_MVMatrix[0][0] * a_size;
v_fragmentColor = a_color;
}
通过gl_PointCoord来生成纹理坐标
最后要做的事情，就是给粒子附上纹理，否则我们将没法看到任何东西。上面提到过，你不能直接把UV坐标传递给Points。因此，这里我们将使用一个叫做gl_POINTS的预定义变量。如下：
// Fragment 着色器
uniform sampler2D CC_Texture0;
varying vec4 v_fragmentColor;
void main()
{
// gl_PointCoord 在fragment中应该是已经转换成像素了
// 它必须使用一张完整的纹理，而不是一张纹理中截取的部分。
gl_FragColor = v_fragmentColor * texture2D(CC_Texture0, gl_PointCoord);
}
以上！便是所有的过程！
你可以在这里找到完整的LFParticleSystemNode：LFParticleSystemNode
完整的示例demo可以在这里下载：
Cocos2d-x samples: 你可以尝试LiquidFun-EyeCandy和LiquidFun-Tested两个粒子。
在第二部分，我会介绍如何将LiquidFun整合到Cocos2d-x在Win32和Visual Studio的环境中。待会我会介绍如何使用更漂亮的"metaball/blob"来渲染模拟水的特效。
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