优化win2d实现的萤火虫粒子效果

Posted 2020-07-09

前几天我发了个技术博客，告诉大家怎样用Win2D 画萤火虫动画 。

那种绘制萤火虫的方式虽然画质高，但是性能不好，萤火虫数量超过50就可以感受到帧数下降。

我今天想到了一种牺牲画质提升性能的绘制方式，就算是画520只闪烁并且不远离画布的萤火虫都不会掉帧。

优化思路如下：

原本绘制萤火虫的代码是这样的：

    Public Overrides Sub OnDraw(sender As GamePanelView, DrawingSession As CanvasDrawingSession, Canvas As ICanvasResourceCreator)
        For Each fireFly In Target.Particles
            Using cl As New CanvasCommandList(DrawingSession), ds = cl.CreateDrawingSession
                Using glow As New GlowEffectGraph
                    Dim color = fireFly.CenterColor
                    color.A = CByte(fireFly.Opacity * 255)
                    ds.FillCircle(fireFly.Location + Target.Location, fireFly.Radius, color)
                    glow.Setup(cl, fireFly.Radius)
                    DrawingSession.DrawImage(glow.Output)
                End Using
            End Using
        Next
    End Sub

这种方式的思路是对每一个萤火虫： 画一个带有放大形态变换和高斯模糊的彩色的圆，再画一个半透明白色圆。

这样会使用1040次Effect，是一般的显卡不好接受的任务。

但是，现实情况是： 萤火虫有不同的透明度，接近的颜色和接近的尺寸。

那么我有了新思路，就是先画出520个彩色的圆，再对这个整体进行放大形态变换和高斯模糊，最后画520个半透明白色圆。

这样画质会略微下降，但是性能提升非常明显。

    Public Overrides Sub OnDraw(sender As GamePanelView, DrawingSession As CanvasDrawingSession, Canvas As ICanvasResourceCreator)
        Dim halfWhite = Colors.White
        Using cl As New CanvasCommandList(DrawingSession), ds = cl.CreateDrawingSession
            Using glow As New GlowEffectGraph
                Dim maxRadius = 0.0
                For Each fireFly In Target.Particles
                    If fireFly.Radius > maxRadius Then
                        maxRadius = fireFly.Radius
                    End If
                    Dim color = fireFly.CenterColor
                    color.A = CByte(fireFly.Opacity * 255)
                    halfWhite.A = color.A
                    ds.FillCircle(fireFly.Location + Target.Location, fireFly.Radius, color)
                Next
                glow.Setup(cl, maxRadius)
                DrawingSession.DrawImage(glow.Output)
                For Each fireFly In Target.Particles
                    Dim color = fireFly.CenterColor
                    color.A = CByte(fireFly.Opacity * 255)
                    halfWhite.A = color.A
                    DrawingSession.FillCircle(fireFly.Location + Target.Location, fireFly.Radius / 2, halfWhite)
                Next
            End Using
        End Using
    End Sub

 

原先的算法：画520个萤火虫，每秒平均8fps，CPU使用率平均18%。

现在的算法：画520个萤火虫，满帧（画布没有处于缓慢状态），CPU使用率平均9.2%。

效果图（我这学期作业的项目是这个，如果大家介意里面的文字，转载的时候可以把里面的字涂掉）：

视频：

http://v.youku.com/v_show/id_XMTU3Nzk4ODc3Ng==.html