обновлять скорости и положение системы частиц путем рендеринга четырехугольника

1. Термин «частица мертва» - это термин, который описывает только семантическую мертвую часть частицы. С точки зрения графического процессора, все частицы постоянно находятся в реальном времени, и все частицы будут вычисляться в каждом кадре. (Или хотя бы частицы от 0 до N будут обрабатываться, но даже мертвые).
   
   Как только ЦП «обнаруживает», что частица мертва (например, ее возраст составляет 5 секунд или около того), необходимо запомнить индекс для этой частицы, чтобы новые частицы могли повторно использовать этот индекс. Это можно сделать разными способами, два очевидных способа - стопки или кучи.
   
   Специальная структура данных для хранения индексов мертвых частиц необходима только в том случае, если максимальные возрасты частиц различаются. Если они не отличаются, вы можете просто реализовать кольцевой буфер. Но в большинстве случаев вы будете использовать этот движок частиц для всех видов частиц, и у них может быть переменное время существования значений. Тогда вам понадобятся эти структуры данных.

2. Алгоритм использует фрагментный шейдер для вычисления скорости. Он считывает данные из одной текстуры (которая содержит координаты x / y / z вместо информации о цвете r / g / b) и записывает данные в другую текстуру (которая также содержит координаты x / y / z вместо информации о цвете r / g / b. ), использует сопоставление 1: 1 между исходной и целевой текстурой и отображает всю исходную текстуру в целевую текстуру. Это не имеет ничего общего с реальными частицами, которые будут визуализированы позже на шаге 6. Render Particles.
   
   Или другими словами: «четырехугольник размером с экран» здесь на самом деле неправильный термин, он должен читаться как «четырехугольник с размером текстуры», потому что в этот момент на экране ничего не отображается. Целевая текстура (т.е. текстура, которая будет содержать новую информацию о положении) ЯВЛЯЕТСЯ экраном.

/ отредактировать еще раз:

Хорошо, можно перефразировать документ:

У вас есть struct:

struct color {
    float r, g, b;
};

и несколько #defines:

#define vector color
#define x r
#define y g
#define z b

И у вас есть несколько массивов для ваших частиц:

#define NP 1024 * 1024
struct vector particle_pos[2][NP];
struct vector particle_vel[2][NP];
uint32_t particle_birth_tick[NP];

// Double buffering - gonne have to remember, where
// we read from and where we write to:
struct vector * particle_pos_r = particle_pos[0];
struct vector * particle_pos_w = particle_pos[1];
struct vector * particle_vel_r = particle_vel[0];
struct vector * particle_vel_w = particle_vel[1];

В настоящее время:

1. Процесс Рождения и Смерти

#define TTL 5 * 25 // 5 seconds * 25 simulation steps per second.
for (size_t i = 0; i < NP; ++i) {
    if (particle_birth_tick[i] + TTL == current_tick) {
        particle_pos_r[i].x = somewhere behind viewer;
        particle_pos_r[i].y = somewhere behind viewer;
        particle_pos_r[i].z = somewhere behind viewer;
        particle_vel_r[i].x = 0;
        particle_vel_r[i].y = 0;
        particle_vel_r[i].z = 0;
        free_list.add(i);
    }
}
void add_particle(struct vector p, struct vector v) {
    size_t i = free_list.pop_any();
    particle_pos_r[i] = p;
    particle_vel_r[i] = v;
}

2. Обновить скорости

for (size_t i = 0; i < 1024 * 1024; ++i) {
    particle_vel_w[i].x = do_calculations(particle_vel_r[i].x)
    particle_vel_w[i].y = do_calculations(particle_vel_r[i].y)
    particle_vel_w[i].z = do_calculations(particle_vel_r[i].z)
}
swap(particle_vel_r, particle_vel_w);

3. Обновить позиции

for (size_t i = 0; i < 1024 * 1024; ++i) {
    particle_pos_w[i].x = particle_pos_r[i].x + particle_vel_r[i].x;
    particle_pos_w[i].y = particle_pos_r[i].y + particle_vel_r[i].y;
    particle_pos_w[i].z = particle_pos_r[i].z + particle_vel_r[i].z;
}
swap(particle_pos_r, particle_pos_w);

4. Сортировка по альфа-смешиванию

sort a bit...

5. Передача данных текстуры в данные вершины

copy the pos texture into a vbo

6. Визуализировать частицы

actually draw particles

Интересный момент здесь заключается в том, что шаги 2–5 выполняются исключительно на графическом процессоре (шаг 1 выполняется как на графическом процессоре, так и на процессоре). Отсюда и термин «рендеринг». Потому что эти циклы в 2 и 3 просто «визуализируют» «текстуру» particle_vel_r и / или particle_pos_r в «буфер кадра» particle_vel_w или particle_pos_w, полностью заполняя буфер кадра «квадратик размером с экран» исходной текстурой.