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[游戏开发]QML粒子系统

一、前言

粒子系统用于模拟一些特定的模糊效果，例如：爆炸、烟花、雪花、水流等。使用传统的渲染技术实现粒子效果比较困难，但是使用QML粒子系统能十分方便的实现各种粒子效果，使你的界面更加炫酷、动感。

二、QML中的粒子系统

QML粒子系统的核心是ParticleSystem，用于控制共享时间线。一个场景可以有多个粒子系统，每一个都有自己独立的时间线。

粒子由粒子发射器（Emitter）元素发射，使用粒子画笔（ParticlePainter）进行可视化显示，它可以是一张图片、一个QML项或者一个着色器程序。Emitter还使用向量空间定义了粒子方向，粒子一旦发射，就脱离了Emitter的控制。

粒子模块提供了粒子控制器（Affector），它可以控制已发射粒子的参数。

系统中的粒子可以通过粒子组（ParticleGroup）共享时间变换，默认情况下，粒子都属于空组。

粒子系统主要类如下：

类	功能
ParticleSystem	粒子系统，管理发射器共享时间线
Emitter	粒子发射器，向系统中发射逻辑粒子
ParticlePainter	粒子画笔，使用粒子画笔绘制粒子
Direction	方向，已发出粒子使用的空间向量
ParticleGroup	粒子组，每个粒子都是一个粒子组的成员
Affector	粒子控制器，控制已发射的粒子

三、粒子系统-ParticleSystem

ParticleSystem用于控制共享时间线，它将ParticleSystem、Emitter、Affector等元素联合起来实现粒子效果，也就是说其它类型想要交互的话就必须在同一个ParticleSystem中。

想要使用粒子系统，第一步就是要创建一个粒子系统：

import QtQuick.Particles 2.0

ParticleSystem {
	id: particleSystem;
}

ParticleSystem包含以下属性：

属性	说明
empty	表示系统中是否还有活着的粒子
particleStates	粒子动画状态，你可以给每一个粒子组的每一个粒子使用动画精灵
paused	粒子系统是否暂停
running	粒子系统是否在运行

ParticleSystem提供以下方法：

方法	说明
void pause()	暂停粒子系统
void reset()	丢弃所有已经发射的粒子
void restart()	停止所有粒子系统，并重新启动
void resume()	当粒子系统处于暂停状态时，恢复粒子系统运行
void start()	启动粒子系统
void stop()	关闭粒子系统

四、粒子发射器-Emitter

Emitter向粒子系统中发射逻辑粒子，这些粒子斗殴自己的轨迹和生命周期，但它们时不可见的，想要可见的话就得用到ParticlePainter。

Emitter定义了粒子的发射区域以及相关发射参数并使用system属性将自己与一个粒子系统关联起来。

想要使用粒子系统，第二步就是要创建一个粒子发射器：

import QtQuick.Particles 2.0

ParticleSystem {
	id: particleSystem;
}

Emitter {
	id: emitter;
	system: particleSystem;
}

Emitter包含以下属性：

属性	说明
acceleration	粒子的起始加速度
emitRate	发射速率（每秒发射多少个粒子，默认值为10）
enabled	发射器是否使能（默认值为true）
endSize	粒子什么周期结束时大小（默认值为-1）
group	逻辑粒子群（默认为“”，空字符串）
lifeSpan	粒子生命周期，单位毫秒（默认值为1000）
lifeSpanVariation	粒子生命周期误差区间
maximumEmitted	粒子最大发射量
shape	粒子发射的区域（默认值为Emitter的填充矩形）
size	粒子初始大小
sizeVariation	粒子初始大小误差区间
startTime	延迟发射时间
system	粒子系统
velocity	粒子发射速率
velocityFromMovement	粒子的发射速率会叠加Emitter运动的速率

Emitter提供以下方法：

方法	说明
void burst(int count, int x, int y)	立即向(x,y)点发射count个粒子
void burst(int count)	立即发射count个粒子
void pulse(int duration)	当发射器未启用时，零食启动发射器duration毫秒

QML还提供一个叫TrailEmitter的发射器，该发射器的特点是起始位置是基于其它粒子的，它会跟随一个粒子移动。例如你需要创建一个跟随一团火焰的烟，你可能就需要用到这个发射器。

五、粒子画笔-ParticlePainter

使用Emitter发射的只是逻辑粒子，我们还需要使用粒子画笔ParticlePainter对粒子进行可视化渲染。ParticlePainter是个基本类型，本身并不渲染任何东西，我们需要使用ParticlePainter的子类进行渲染。ParticlePainter的子类包括：ItemParticle、ImageParticle、CustomParticle；

1、ItemParticle
ItemParticle使用QML的Item来渲染粒子，我们可以给ItemParticle的delegate（代理）属性设置一个Item，这样每个粒子都会使用该Item进行渲染。同样，我们也需要使用ItemParticle的system属性将ParticleSystem与ItemParticle关联起来。

import QtQuick.Particles 2.0

ParticleSystem {
	id: particleSystem;
}

Emitter {
	id: emitter;
	system: particleSystem;
}

ItemParticle {
	system: particleSystem;
	delegate: Rectangle{};
}

ItemParticle包含以下属性：

属性	说明
delegate	将为每个逻辑粒子创建委托实例，并随之移动
fade	粒子是否在生命周期结束时自动淡出或淡出

ItemParticle提供以下方法：

方法	说明
void freeze(Item item)	暂停逻辑粒子代表的时间流，允许您控制它的移动
void give(Item item)	获取Item的控制权，该Item将断开和逻辑粒子的关联
void take(Item item, bool prioritize)
void unfreeze(Item item)	重新启动项目表示的逻辑粒子的时间流，允许它再次被粒子系统移动

2、ImageParticle
ImageParticle使用图像来渲染逻辑粒子，图像能够上色、旋转、变形或者添加精灵动画。

ImageParticle包含以下属性：

属性	说明
alpha	图像的alpha值（0-1.0）
alphaVariation	图像的alpha值误差区间
autoRotation	自动旋转
redVariation	图像红色通道变化（0-1）
greenVariation	图像绿色通道变化（0-1）
blueVariation	图像蓝色通道变化（0-1）
color	图像颜色
colorTable	纹理图像，原图像将与纹理图像混合
colorVariation	图像颜色误差区间
entryEffect	粒子创建和消失时的特效
opacityTable	纹理图像，图像的opacity属性将与纹理图像混合
rotation	图像旋转角度
rotationVariation	图像旋转角度误差区间
rotationVelocity	图像旋转速率
rotationVelocityVariation	图像旋转速率误差区间
sizeTable	纹理图像
source	图像
sprites	精灵动画
spritesInterpolate	平滑精灵动画
status	加载图像的状态
xVector	StochasticDirection
yVector	StochasticDirection

3、CustomParticle
除了ItemParticle和ImageParticle，还有基于着色器的粒子CustomParticle，CustomParticle使用OpenGL着色器语言GLSL定义。

CustomParticle包含以下属性：

属性	说明
fragmentShader	片段着色器
vertexShader	顶点着色器

六、使用案例

1、用ItemParticle渲染粒子

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        Rectangle {
            id: emitter_area;
            anchors.centerIn: parent;
            width: 200;
            height: 200;
            border.color: "green";
        }

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.centerIn: parent;
            width: 200;
            height: 200;
            system: particleSystem;
            emitRate: 100;
            lifeSpan: 1000;
            lifeSpanVariation: 500;
            size: 16;
            endSize: 32;
        }

        ItemParticle {
            system: particleSystem;
            delegate: Rectangle {
                id: particleRect;
                width: 10;
                height: 10;
                color: "red";
                radius: 10;
            }
        }
    }

}

矩形元素emitter_area和粒子发射器Emitter完全重合，可以看到粒子也只在这个区域内产生，说明粒子只会在粒子发射器限定的范围内产生；

2、用ImageParticle渲染粒子

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.centerIn: parent;
            width: 200;
            height: 200;
            system: particleSystem;
            emitRate: 20;
            lifeSpan: 1000;
            lifeSpanVariation: 500;
            size: 16;
            endSize: 32;
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
        }
    }

}

3、用ImageParticle渲染粒子，并设置粒子颜色

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.centerIn: parent;
            width: 200;
            height: 200;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 2000;
            lifeSpanVariation: 500;
            size: 16;
            endSize: 32;
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
        }
    }

}

给粒子画笔ImageParticle设置了color为金色，颜色误差设置为0.6（颜色误差设置越靠近0误差越小，基本都是金色；颜色误差设置越靠近1误差越大，颜色越随机）；

4、用ImageParticle渲染粒子，并设置粒子旋转

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.centerIn: parent;
            width: 200;
            height: 200;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 2000;
            lifeSpanVariation: 500;
            size: 16;
            endSize: 32;
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
        }
    }

}

将每个粒子顺时针旋转15°，另外有一个5°的误差范围；
将这些粒子继续以每秒45°的速度旋转，也会有一个15°的误差范围；

5、用ImageParticle渲染粒子，并设置粒子效果
在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.centerIn: parent;
            width: 200;
            height: 200;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 2000;
            lifeSpanVariation: 500;
            size: 16;
            endSize: 32;
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }
    }

}

我们可以修改粒子进入场景的效果，当粒子生命周期开始时，就会应用这个效果；
使用entryEffect: ImageParticle.Scale添加了一个缩放效果；

七、粒子方向

我们还可以设置粒子轨迹的方向，轨迹取决于一个指定的向量空间，该向量定义了粒子的速度和加速度，以及一个随机的方向。

QML提供了三种不同的向量空间，用于定义粒子的速度和加速度：

点方向（PointDirection）：使用x和y值定义的方向；
角度方向（AngleDirection）：使用角度定义方向；
目标方向（TargetDirection）：使用一个目标点坐标定义方向；

在这里插入图片描述

7.1、PointDirection

PointDirection使用x、y值导出向量空间。例如，你想让粒子轨迹沿着45°角方向，那么就要将x、y值设置成相同的值。

例如：我们希望粒子轨迹从左向右，形成一个15°的角，为了设置粒子轨迹，我们首先需要赋值PointDirection赋值给Emitter的velocity属性；

velocity: PointDirection{};

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 1;
            height: 1;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 6400;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 32;
            velocity: PointDirection {
                x: 100;
                y: 0;
                xVariation: 0;
                yVariation: 100/6;
            }
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }
    }

}

设定方向，坐标（100,0），xVariation和yVariation为误差精度；

7.2、AngleDirection

要使用AngleDirection，我们需要将其赋值给Emitter的velocity属性：

velocity: AngleDirection{};

粒子发射角度使用angle属性定义，angle属性的取值范围是[0,360]，0位水平向右。

我们希望粒子水平向右发射，因此，angle: 0；

粒子速度由magnitude属性决定，magnitude属性单位是像素/秒。如果我们的场景宽度是640px，那么将magnitude属性设置为100的话，这就意味着，粒子平均要消耗6.4秒才能从场景一端移动到另一端。为了让粒子速度更有趣，我们还要设置magnitudeVariation属性，这会为该速度设置一个可变的范围区间；

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 1;
            height: 1;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 6400;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 32;
            velocity: AngleDirection {
                angle: 0;
                angleVariation: 15;
                magnitude: 100;
                magnitudeVariation: 50;
            }
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }
    }

}

接下来看加速度，加速度为每一个粒子添加一个加速度向量，该向量会随着时间流逝而改变速度。
例如，我们创建一个类似星轨的轨迹，为了达到这一目的，我们将方向修改为-45°，并且移除速度变量区间：

velocity: AngleDirection {
	angle: -45;
	magnitude: 100;
}

加速度方向为90°向下，数值为25：

acceleration: AngleDirection {
	angle: 90;
	magnitude: 25
}

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 1;
            height: 1;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 6400;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 32;
            velocity: AngleDirection {
                angle: -45;
                magnitude: 100;
            }
            acceleration: AngleDirection {
                angle: 90;
                magnitude: 25;
            }
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }
    }

}

7.3、TargetDirection

TargetDirection使用某个项目指定一个目标点，targetItem指定目标位置关联Item，Item的中心会成为目标点

首先我们在界面右侧中心设置一个目标点：

Rectangle {
	id: targetPoint;
	anchors.right: parent.right;
	anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
	width: 10;
	height: 10;
	radius: 10;
	color: "red";
}

我们将TargetDirection的targetItem属性设置为targetPoint，targetVariation的值为100/6，这大约会形成一个15°的角；

Emitter {
	id: emitter;
    anchors.left: parent.left;
    anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
    width: 1;
    height: 1;
    system: particleSystem;
    emitRate: 10;
    lifeSpan: 6400;
    lifeSpanVariation: 400;
    size: 32;
    velocity: TargetDirection {
    	targetItem: targetPoint;
        targetVariation: 100/6;
        magnitude: 100;
    }
}

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Rectangle {
            id: targetPoint;
            anchors.right: parent.right;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 10;
            height: 10;
            radius: 10;
            color: "red";
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 1;
            height: 1;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 6400;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 32;
            velocity: TargetDirection {
                targetItem: targetPoint;
                targetVariation: 100/6;
                magnitude: 100;
            }
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }
    }

}

八、粒子控制

粒子由发射器发射，一旦粒子发射出来，发射器的任务也就完成了，不会再对粒子有任何影响。如果我们需要控制已发射的粒子，需要使用粒子控制器（Affector）；

Affector属性介绍：

属性	类型	描述
acceleration	`StochasticDirection`	受影响的粒子将其加速度设置这个方向
enabled	`bool`	如果设置为false，此影响器不会影响任何粒子，默认值为true
groups	`list<string>`	哪些逻辑粒子组将受到影响。如果为空，它将影响所有粒子
once	`bool`	如果once被设置为true，这个影响器将只影响每个粒子一次。如果影响器通常模拟一段时间内的连续效应，那么它将模拟一秒时间内的效应即它影响粒子的瞬间。默认为false
position	`StochasticDirection`	受影响的粒子将其位置设置为这个方向，相对于粒子系统。当将方向解释为点时，可以将其想象为一个箭头，其基础在ParticleSystem的0,0处，尖端在指定位置处。
relative	`bool`	受影响的粒子是否将其现有的位置/速度/加速度添加到新粒子上。默认值为true。
shape	`Shape`	如果已定义大小，则形状属性可用于影响非矩形区域
system	`ParticleSystem`	这就是受元件影响的系统。如果Affector是一个粒子系统的直接子元素，它将自动与粒子系统相关联。
velocity	`StochasticDirection`	受影响的粒子将其速度设置为这个方向
whenCollidingWith	`list<string>`	如果这里指定了任何逻辑粒子组，那么只有当被选中的粒子与这些组中的一个粒子相交时，才会触发影响器。这与groups属性不同。groups属性选择哪些粒子可以被检查，如果它们满足其他标准(包括在Affector的范围内，通过形状修改)，那么它们将再次被测试，以查看它们是否与whenCollidingWith中的一个粒子组中的粒子相交。默认情况下，不指定任何组

Affector影响器有一个基础类型Affector，下面有八个子类型：

控制器	说明
Age	改变粒子生命周期，一般用于提前结束粒子的生命周期
Attractor	将粒子吸引到一个指定的点
Friction	按比例降低粒子的当前速率
Gravity	添加一个一定角度的加速度
Turbulence	为粒子添加一个图像噪音
Wander	随机改变粒子轨迹
GroupGoal	改变粒子组状态
SpriteGoal	改变精灵粒子状态

8.1、Age

Age可以改变粒子生命周期，lifeLeft属性指定粒子还能存活多少时间。

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Rectangle {
            id: targetPoint;
            anchors.right: parent.right;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 10;
            height: 10;
            radius: 10;
            color: "red";
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 1;
            height: 1;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 5000;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 32;
            velocity: TargetDirection {
                targetItem: targetPoint;
                targetVariation: 100/6;
                magnitude: 100;
            }
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }

        Age {
            anchors.centerIn: parent;
            width: 140;
            height: 120;
            system: particleSystem;
            advancePosition: true;
            lifeLeft: 2500;
            once: true;

            Rectangle {
                anchors.fill: parent;
                color: "transparent";
                border.color: "green";
                border.width: 2;
            }
        }
    }

}

添加的居中绿色矩形区域为Age控制器的区域范围；
发射器设置的粒子生命周期为5000，Age控制器的生命周期为2500，也就是说，当粒子进入Age控制器区域后，生命周期就剩下2500了；
advancePosition设置为true，粒子就会从其预期的位置从新出现（参考剩余生命周期、粒子速度和到目标点的距离来推算预期的位置）；

8.2、Attractor

Attractor将粒子吸引到pointX和pointY指定的点，strength属性指定吸引的强度；

强度为1.0
在这里插入图片描述

强度为100.0
在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Rectangle {
            id: targetPoint;
            anchors.right: parent.right;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 10;
            height: 10;
            radius: 10;
            color: "red";
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 1;
            height: 1;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 10000;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 32;
            velocity: TargetDirection {
                targetItem: targetPoint;
                targetVariation: 100/6;
                magnitude: 100;
            }
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }

        Attractor {
            anchors.centerIn: parent;
            width: 160;
            height: 70;
            system: particleSystem;
            pointX: 0;
            pointY: 0;
            strength: 100.0

            Rectangle {
                anchors.fill: parent;
                color: "transparent";
                border.color: "green";
                border.width: 2;
            }
        }
    }

}

我们的控制器位于界面中间，当粒子进入控制器范围时，控制器会影响粒子向（0,0）点方向移动；

8.3、Friction

Friction会按一定比例降低粒子速度

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Rectangle {
            id: targetPoint;
            anchors.right: parent.right;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 10;
            height: 10;
            radius: 10;
            color: "red";
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 1;
            height: 1;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 10000;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 32;
            velocity: TargetDirection {
                targetItem: targetPoint;
                targetVariation: 100/6;
                magnitude: 100;
            }
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }

        Friction {
            anchors.centerIn: parent;
            width: 160;
            height: 70;
            system: particleSystem;
            factor: 0.8;
            threshold: 25;

            Rectangle {
                anchors.fill: parent;
                color: "transparent";
                border.color: "green";
                border.width: 2;
            }
        }
    }

}

粒子进入控制器范围后，会以factor系数为0.8的比例降低粒子速度，直到降低到threshold: 25px/s；

8.4、Gravity

Gravity位粒子添加一个加速度；
在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Rectangle {
            id: targetPoint;
            anchors.right: parent.right;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 10;
            height: 10;
            radius: 10;
            color: "red";
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 1;
            height: 1;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 10000;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 32;
            velocity: TargetDirection {
                targetItem: targetPoint;
                targetVariation: 100/6;
                magnitude: 100;
            }
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }

        Gravity {
            anchors.centerIn: parent;
            width: 160;
            height: 70;
            system: particleSystem;
            magnitude: 50;
            angle: 90;

            Rectangle {
                anchors.fill: parent;
                color: "transparent";
                border.color: "green";
                border.width: 2;
            }
        }
    }

}

进入控制器范围的粒子都会被添加一个大小为50，方向为向下90°的加速度；

8.5、Turbulence

Turbulence为粒子添加一个力向量，每个粒子获得的力向量都是随机的，这是由一个噪音图像决定的，使用noiseSource可以自定义噪音图像，strength定义了力向量强度；

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Rectangle {
            id: targetPoint;
            anchors.right: parent.right;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 10;
            height: 10;
            radius: 10;
            color: "red";
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 1;
            height: 1;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 10000;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 32;
            velocity: TargetDirection {
                targetItem: targetPoint;
                targetVariation: 100/6;
                magnitude: 100;
            }
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }

        Turbulence {
            anchors.centerIn: parent;
            width: 160;
            height: 70;
            system: particleSystem;
            strength: 100;

            Rectangle {
                anchors.fill: parent;
                color: "transparent";
                border.color: "green";
                border.width: 2;
            }
        }
    }

}

粒子一旦进入控制器范围，就会发疯一样乱窜，而不是安装从左到右的方向保持一个大致轨迹；

8.6、Wander

Wander控制轨迹，affectedParameter属性指定控制哪一属性（速度/位置/加速度），pace属性指定每秒该属性变化的最大值，xVariance和yVariance指定粒子轨迹x和y坐标的浮动区间。

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Rectangle {
            id: targetPoint;
            anchors.right: parent.right;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 10;
            height: 10;
            radius: 10;
            color: "red";
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 1;
            height: 1;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 10000;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 32;
            velocity: TargetDirection {
                targetItem: targetPoint;
                targetVariation: 100/6;
                magnitude: 100;
            }
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }

        Wander {
            anchors.centerIn: parent;
            width: 160;
            height: 70;
            system: particleSystem;
            affectedParameter: Wander.Position;
            pace: 200;
            yVariance: 240;

            Rectangle {
                anchors.fill: parent;
                color: "transparent";
                border.color: "green";
                border.width: 2;
            }
        }
    }

}

控制器作用于粒子轨迹的位置属性，轨迹以每秒200次的频率在y轴方向上随机振动；

8.7、GroupGoal

8.8、SpriteGoal

九、粒子组-ParticleGroup

每一个粒子都是粒子组（ParticleGroup）的成员，通过其name属性区分，当没有指定粒子所属的粒子组时，这些粒子默认也都在一个粒子组，不过name属性值是个空字符串，粒子组主要是为了方便控制粒子行为状态；

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.12
import QtQuick.Window 2.12

import QtQuick.Particles 2.0

Window {
    id: root;
    width: 400;
    height: 400;
    visible: true;

    Rectangle {
        id: rootItem;
        width: 400;
        height: 400;
        color: "#1f1f1f";

        ParticleSystem {
            id: particleSystem;
        }

        Rectangle {
            id: targetPoint;
            anchors.right: parent.right;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            width: 10;
            height: 10;
            radius: 10;
            color: "red";
        }

        Emitter {
            id: emitter;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter;
            group: "A";
            width: 1;
            height: 1;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 6400;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 32;
            velocity: TargetDirection {
                targetItem: targetPoint;
                targetVariation: 100/6;
                magnitude: 100;
            }
        }

        Emitter {
            id: emitter2;
            anchors.left: parent.left;
            anchors.bottom: parent.bottom;
            anchors.bottomMargin: 20;
            group: "B";
            width: 10;
            height: 10;
            system: particleSystem;
            emitRate: 10;
            lifeSpan: 6400;
            lifeSpanVariation: 400;
            size: 10;
            velocity: AngleDirection {
                angle: 0;
                magnitude: 100;
            }
        }

        ImageParticle {
            system: particleSystem;
            groups: "A";
            source: "qrc:/Sources/assets/star.png";
            color: "#FFD700";
            colorVariation: 0.6;
            rotation: 15;
            rotationVariation: 5;
            rotationVelocity: 45;
            rotationVelocityVariation: 15;
            entryEffect: ImageParticle.Scale;
        }

        ItemParticle {
            system: particleSystem;
            groups: "B";
            delegate: Rectangle {
                color: "green";
                width: 10;
                height: 10;
                radius: 10;
            }
        }

        Wander  {
            anchors.centerIn: parent;
            width: 160;
            height: parent.height;
            system: particleSystem;
            groups: ["A","B"];
            affectedParameter: Wander.Position;
            pace: 500;
            yVariance: 400;

            Rectangle {
                anchors.fill: parent;
                color: "transparent";
                border.color: "green";
                border.width: 2;
            }
        }
    }

}

定义了两个粒子发射器，分别是groupA和groupB；
groupA使用的是ImageParticle画刷，groupB使用的是ItemParticle画刷；
两个组同时使用Wander控制器；

十、烟花案例

转载自：【使用Qt Quick Particle System粒子系统实现烟花效果】https://blog.csdn.net/yafeilinux/article/details/86530616

在这里插入图片描述

import QtQuick 2.9
import QtQuick.Window 2.2
import QtQuick.Particles 2.12
import QtMultimedia 5.9

Window {
    visible: true;
    width: 800;
    height: 530;
    color: "black";
    title: qsTr("Hello World");

    //声音
    SoundEffect {
        id:playSound;
        source: "qrc:/sound.wav";
    }

    //背景
    Image {
        anchors.fill: parent;
        source: "qrc:/back.jpg";
    }

    //粒子系统
    ParticleSystem {
        id: particles;
        anchors.fill: parent;

        //-----------------------------------------------------------------
        //发射出去的粒子画笔
        ImageParticle {
            groups: ["stage1"];                             //分组为stage1
            source: "qrc:///particleresources/star.png";    //这是QML内置的一个路径,能够在源代码包内搜索particlesources这个目录
            alphaVariation: 0.4;                            //透明度误差
            colorVariation: 0.9;                            //颜色误差
        }

        //发射出去的粒子发射器
        Emitter {
            id: burstEmitter;
            x: 400;
            y: 480;
            group: "stage1";    //分组为stage1
            emitRate: 3;        //发射速率为1秒5个
            lifeSpan: 1500;     //粒子生命周期为1500ms
            size: 50;           //粒子大小为50px
            endSize: 10;        //粒子消亡时大小为10px
            sizeVariation: 30;  //粒子大小误差
            acceleration: PointDirection {  //粒子加速度
                y: 100;
            }
            velocity: AngleDirection {      //粒子速率
                angle: 270;             //粒子发射角度
                magnitude: 400;         //粒子速率为400像素/秒
                angleVariation: 40;     //角度误差
                magnitudeVariation: 50; //速率误差
            }
        }
        //-----------------------------------------------------------------

        //-----------------------------------------------------------------
        //发射出去的粒子后面烟气效果粒子画笔
        ImageParticle {
            groups: ["stage2"];                                 //分组为stage2
            source: "qrc:///particleresources/glowdot.png";     //这是QML内置的一个路径,能够在源代码包内搜索particlesources这个目录
            color: "#11111111";                                 //粒子颜色
        }

        //发射出去的粒子后面烟气效果粒子发射器
        TrailEmitter {
            group: "stage2";    //分组为stage2
            follow: "stage1";   //跟随stage1
            emitRatePerParticle: 100;
            lifeSpan: 2400;             //粒子生命周期为2400ms
            lifeSpanVariation: 400;     //粒子生命周期误差
            size: 16;                   //粒子大小
            endSize: 0;                 //粒子生命周期结束时大小
            sizeVariation: 8;           //粒子大小误差
            acceleration: PointDirection {  //粒子加速度
                y: -60;
            }
            velocity: AngleDirection {      //粒子速率
                angle: 270;             //粒子发射角度
                magnitude: 40;          //粒子速率为40像素/秒
                angleVariation: 22;     //角度误差
                magnitudeVariation: 5;  //速率误差
            }
        }
        //-----------------------------------------------------------------

        //-----------------------------------------------------------------
        //爆炸的粒子画笔
        ImageParticle {
            id: imageParticle;
            groups: ["stage3"];                             //分组为stage3
            source: "qrc:///particleresources/star.png";    //这是QML内置的一个路径,能够在源代码包内搜索particlesources这个目录
            alpha: 0;
            colorVariation: 0.2;                //颜色误差
            entryEffect: ImageParticle.Scale;   //粒子效果为放缩
            rotation: 60;                       //旋转角度
            rotationVariation: 30;              //旋转角度误差
            rotationVelocity: 45;               //旋转速率
            rotationVelocityVariation: 15;      //旋转速率误差
        }

        //爆炸的粒子发射器
        Emitter {
            id: burstEmitter2;
            group: "stage3";    //分组为stage3
            emitRate: 4000;     //发射速率为4000个每秒
            lifeSpan: 3000;     //生命周期为3000ms
            size: 30;           //粒子大小
            endSize: 5;         //粒子生命周期结束时大小
            sizeVariation:10;   //粒子大小误差
            enabled: false;     //发射器不起作用
            velocity: CumulativeDirection {     //粒子速率，CumulativeDirection将多个方向合一
                AngleDirection {
                    angleVariation: 360;
                    magnitudeVariation: 80;
                }
                PointDirection {
                    y: 20;
                }
            }
            acceleration: PointDirection {      //粒子加速度
                y: 10;
            }
        }
        //-----------------------------------------------------------------

        //-----------------------------------------------------------------
        //粒子控制器
        Affector {
            system: particles
            width: parent.width
            height: 10;
            y: 90;
            once: true;             //只影响粒子一次
            groups: "stage1";       //影响分组stage1的粒子
            onAffectParticles: {
                for (var i=0; i<particles.length; i++) {
                    burstEmitter2.burst(500, particles[i].x, particles[i].y);   //Emitter::burst(int count, int x, int y)会在（x,y）出瞬间发射出count个粒子
                    imageParticle.color = Qt.rgba(particles[i].red, //设置爆炸粒子画笔的颜色
                                                particles[i].green,
                                                particles[i].blue,
                                                particles[i].alpha)
                    playSound.play();   //播放声音
                }
            }

//            Rectangle {
//                anchors.fill: parent;
//                color: "transparent";
//                border.color: "green";
//                border.width: 2;
//            }
        }
    }
}