Prírodou inšpirované algoritmy

Častica

Samotná častica má množstvo názvov, ktoré sa (takisto ako jej použitie) menia v závislosti od terminológie tej-ktorej aplikácie. Používajú sa názvy ako hmotný bod, uzol, jednotka, element...

Najčastejšie je to bezrozmerný bod, ktorého vonkajšia podoba je daná len jeho atribútmi a premietnutím do prostredia. Zaužívaná reprezentácia častice je pomocou tzv. Unit center, čo predstavuje jej "jadro". Častica je objektom s množstvom atribútov, ktoré sú potrebné pre jej vonkajšiu reprezentáciu. Napr.:

• Hmotnosť - pre jej prípadné fyzikálne správanie
• Kinetická energia
• Farba - resp. farebná funkcia času
• Textúra
• Tvar - väčšinou jednoduchý (kvapka, hviezda a. p.)
• Transparentnosť
• Doba života
• Aktuálny vek
• Kolízne atribúty

Je potrebné poznamenať, že atribúty častice môžu mať deterministický alebo/aj stochastický charakter.

Pre lepšiu predstavu uveďme názorný príklad:

Vodopád 1

Tento obrázok znázorňuje vodopád, graficky implementovaný časticovým systémom. Môžeme si ľahko predstaviť použité atribúty pre častice daného vodopádu - kvapky. Určite budú mať atribúty ako farba, hmotnosť, kinetická energia a kolízne atribúty.

Na uvedenom príklade je možné demonštrovať aj vlastnosti dvoch špecifických atribútov:

• Doba života
• Aktuálny vek

a s tým spojený životný cyklus častice.

Životný cyklus častice pozostáva z:

• Vytvorenie - častica je vytvorená v preddeterminovanom mieste fuzzy objektu. Tento priestor sa nazýva emitor. Každý atribút je incializovaný časticovým manažérom. Častica začína svoj život.
• Dynamika častice – atribúty častice sa môžu v čase meniť. Napríklad farba častice po explózii tmavne, indikujúc, že častica chladne a že sa vzďaľuje od centra explózie. Atribúty častice môžu byť funkciami času a ostatných parametrov, a to jednak častice samotnej, iných častíc alebo parametrov prostredia (napr. pozícia pri zrážke).
• Vyhasnutie - častica má spravidla dva parametre týkajúce sa celkovej dĺžky jej života a aktuálneho veku. Tieto parametre môžu byť deterministické (kvapky) ale aj stochastické (iskry). Ak častica dosiahne vek rovnajúci sa dĺžke jej života, umiera. Zánik častice však môže byť predčasný, podľa interakcie s prostredím alebo s inou časticou. To predstavuje napríklad zrážku s inou časticou alebo s určitým druhom "steny". Je však aj ďalší, omnoho prozaickejší dôvod zániku častice. Je to dôvod výpočtových nárokov. Napríklad, ak sa zrazu zmení vonkajšia reprezentácia celého fuzzy objektu (vzdialenosť alebo uhol pohľadu) potom je dobré zrušiť častice, ktoré síce "žijú" ale nie je ich možné "vidieť", takže sú nepotrebné.