Et partikelsystem er en metode, der bruges i computergrafik til at repræsentere objekter, der ikke har klare geometriske grænser (forskellige skyer, tåger, eksplosioner, dampstråler, raketfaner, røg, sne, regn osv.). Partikelsystemer kan implementeres i både 2D- og 3D-grafik .
Et partikelsystem består af et vist (fast eller vilkårligt) antal partikler. Matematisk er hver partikel repræsenteret som et materialepunkt med yderligere attributter, såsom udseende, hastighed, orientering i rummet, vinkelhastighed osv. I løbet af programmet ændrer hver partikel sin tilstand i henhold til en bestemt lov, der er fælles for alle partikler i systemet. . For eksempel kan en partikel blive påvirket af tyngdekraften, ændre størrelse, farve, hastighed og så videre, og efter alle beregningerne bliver partiklen gengivet. En partikel kan gengives som et punkt, trekant, sprite eller endda en fuld 3D-model. Ved modellering af væskers fysik bruges der ofte metasfærer , som "smelter sammen" med hinanden.
I øjeblikket (marts 2009) er der ingen generelt accepteret implementering af partikelsystemer. I forskellige spil og 3D-modelleringsprogrammer kan partiklernes egenskaber, adfærd og udseende være fundamentalt forskellige.
I de fleste implementeringer udsendes nye partikler af en såkaldt "emitter". Emitteren kan være et punkt, så vil nye partikler dukke op ét sted. På denne måde kan du simulere for eksempel en eksplosion: dens centrum vil være udsenderen. Emitteren kan være et lige linjesegment eller et plan: regn- eller snepartikler bør for eksempel optræde på et højt vandret plan. Emitteren kan også være et vilkårligt geometrisk objekt: i dette tilfælde vil nye partikler dukke op på hele dens overflade.
I løbet af sin levetid forbliver en partikel sjældent i ro. Partikler kan bevæge sig, rotere, ændre deres farve og/eller gennemsigtighed og kollidere med 3D-objekter. Partikler har ofte en maksimal levetid, hvorefter partiklen forsvinder.
I real-time 3D-applikationer (som f.eks. computerspil) antages det generelt, at partikler ikke kaster skygger på hinanden, såvel som på den omgivende geometri, og at de ikke absorberer, men udsender lys. Uden disse forenklinger vil beregning af partikelsystemet kræve flere ressourcer: i tilfælde af lysabsorption vil det være nødvendigt at sortere partiklerne efter afstand fra kameraet, og i tilfælde af skygger skal hver partikel tegnes flere gange .
Rumlige deformationer kan påføres partikler: kraftfelter, der kan ændre partiklernes bevægelsesvektor, hastigheder og andre parametre. Eksempler på sådanne deformationer er vind , tyngdekraft , chokbølger , selvom de alle er illusioner. Rumlige deformationer har kun en visuel repræsentation i programmet til deres redigering, men de ændrer parametrene for de partikler, der kontrolleres af dem.
Simple partikelsystemer bruges i næsten alle moderne computerspil og 3D-modelleringspakker. Systemet kan være meget komplekst og kan bruges ikke kun i grafik, men også i videnskabelige beregninger: for eksempel ved hjælp af fysiklovene i et partikelsystem kan du simulere gasmolekylers opførsel.