微粒系统

微粒系统是个数学形式，可以表示下列行为：

1、动态和时间相关的。

2、与各个小成分高度并行的。

3、复杂的。

这种行为的例子有烟囱、火、一群飞鸟、雪花和几百种其他现象。微粒系统是环境无关的，即可以建模非常不同的情形。微粒系统是个工具，但本身不针对特定实例。通过改变一些内部成分，可以适合不同问题，只要符合上述全局原则。

微粒系统是80年代初由Pixar(当时是卢卡斯电影特效小组的一部分)为电影((Star Trek lI：The Wrath ofKahn))推出的。具体地说，微粒系统表示星球表面的连锁反应爆炸，使星球从死亡、荒漠的样子变成充满生机的生态系统。

微粒系统主要包括一组微粒，根据某些现成的程序动态改变。可以建模各个雨滴的重力与风吹效果，小鸟执行简单AI程序，等等。所有微粒用相同参数控制其外观和行为，但在生态系统进化过程中，各有不同的进化，呈现出丰富多彩的自然界。

微粒系统可以大致分为两大类，称为局部微粒系统和全局微粒系统。局部系统的一组微粒好像是各自独立的，因此不考虑微粒之间的互动，所有计算都是对当前微粒局部进行的。另一方面，全局微粒系统则是相互作用和响应的微粒系统，这样微粒系统中各个个体部分取决于自己的特征，部分取决于与小组其他微粒的互动。

通常，局部系统就是全局系统的简化形式。例如，假设树上的一组落叶被风吹动。如果要精确建模，则要考虑两片或多片叶子互相碰撞时的轨道，使一片落叶的行为依赖于其他落叶。显然，这样便用到全局微粒系统。但许多游戏忽略叶子互相碰撞，简化成用局部微粒系统实现。

显然，全局微粒系统产生更复杂、更有趣的行为，但半高性是有代价的，计算微粒的互动会大大增加计算成本。因此，全局微粒系统要慎重处理。