C++opengl粒子特效雪花

### C++ OpenGL 粒子系统实现雪花特效

#### 创建粒子系统框架
为了创建一个基于OpenGL的粒子系统来模拟雪花效果，首先需要构建基本的粒子系统框架。这涉及到定义粒子属性以及更新逻辑。

struct Particle {
    glm::vec3 position;     // 当前位置
    glm::vec3 velocity;     // 速度向量
    float lifeTime;         // 生存时间
};

class SnowParticleSystem {
public:
    void init(int numParticles);
    void update(float deltaTime);
private:
    std::vector<Particle> particles;
};

此结构体`Particle`描述了一个单独的粒子，而类`SnowParticleSystem`负责管理大量此类对象[^1]。

#### 初始化粒子数据
初始化函数设置初始状态下的所有粒子参数：

void SnowParticleSystem::init(int numParticles) {
    particles.resize(numParticles);

    for (auto& p : particles) {
        p.position = glm::vec3(
            rand() % static_cast<int>(windowWidth),
            windowHeight,
            0.0f
        );
        p.velocity = glm::vec3(0, -(rand() / RAND_MAX * maxSpeed), 0);
        p.lifeTime = rand() / static_cast<float>(RAND_MAX) * particleLifeSpan;
    }
}

这段代码随机分配了每个粒子的位置和下落速度，并设定了它们的生命期限。

#### 更新粒子运动
随着时间推移不断刷新粒子的状态，使其能够按照物理规律移动：

void SnowParticleSystem::update(float deltaTime) {
    for (auto& p : particles) {
        if (p.lifeTime <= 0) { 
            resetParticle(p); continue; }

        p.lifeTime -= deltaTime;

        // 应用重力加速度影响
        p.velocity.y += gravityAcceleration * deltaTime;
        
        // 移动粒子
        p.position += p.velocity * deltaTime;

        // 边界碰撞处理
        if (p.position.y < 0 || p.position.x >= windowWidth ||
            p.position.x <= 0) {
                resetParticle(p);
        }
    }
}

// 重新设定已死亡或越界的粒子
void resetParticle(Particle &particle){
    particle.position = glm::vec3(rand()%static_cast<int>(windowWidth), windowHeight, 0.f);
    particle.velocity = glm::vec3((rand()/static_cast<float>(RAND_MAX)-0.5)*windStrength,-maxSpeed*(rand()/static_cast<float>(RAND_MAX)),0);
    particle.lifeTime = particleLifeSpan*rand()/static_cast<float>(RAND_MAX)+minParticleLifeSpan;
}

上述方法实现了对单个粒子生命周期内的动态变化控制，包括受引力作用加速下降、水平方向上的风偏移效应以及超出屏幕范围后的重生机制。

#### 绘制粒子
最后一步是在每一帧中渲染这些粒子作为视觉表现形式的一部分：

glUseProgram(shaderProgramID);
glBindVertexArray(VAO);

for(const auto& p : particles){
    glUniformMatrix4fv(modelLoc, 1, GL_FALSE, value_ptr(glm::translate(mat4(), p.position)));
    glDrawArrays(GL_POINTS, 0, 1);
}

这里假设已经配置好了相应的着色器程序（Shader Program），并通过VAO绑定了顶点数组对象以便高效地传递几何信息给GPU进行绘制操作。