粒子系统的性能

Question

情况

我使用以下技术用 JavaFX 创建了一个粒子系统：

每个粒子都是一个 ImageView，其中包含一个具有径向渐变的图像：

粒子处理循环是一个 AnimationTimer，其中粒子列表是通过列表的 stream().parallel() 方法处理的，它实际上给了整个系统一个提升。像这样：

loop = new AnimationTimer() {

    @Override
    public void handle(long now) {

        addParticle();

        // apply force: gravity
        allParticles.stream().parallel().forEach(Particle::applyForceGravity);

        // move particle
        allParticles.stream().parallel().forEach(Particle::move);

        // update position in fx scene
        allParticles.forEach(Particle::display);

        // remove all particles that aren't visible anymore
        removeDeadParticles();

    }
};

粒子的颜色在其生命周期内通过 ColorAdjust 改变。我使用了火色来测试，像这样包含 1700 个粒子的东西：

我学到了什么：

不使用 parallel() 速度较慢
使用带透明度的 Circle 比使用 ImageView 慢得多
使用混合模式非常慢
使用 PixelWriter 更改图像颜色速度慢得令人难以忍受。问题出现了：ColorAdjust 如何改变颜色（通过 d3d 和硬件）？我没有在JavaFX源代码中找到该机制。

问题

在性能方面，是否有更好的方法在 JavaFX（其他节点类型、线程等）中实现粒子系统？

如果有人想玩，我可以post一些代码。

非常感谢您的专业知识！

编辑：自从有人问起，您可以从 this gist 获得使用节点作为带有颜色调整的粒子的完整代码。顺便说一句，即使您预渲染图像并且不使用 coloradjust，性能也会很低。

但是，这个问题更多的是理论性的，所以没有必要深入研究代码。

Answer 1

我想我可以添加我自己的问题的答案。但我希望其他有更多经验的人可以分享他们的知识，因为我想出的只是玩弄的结果：

在 Canvas 上绘画而不是使用 JavaFX ImageView 节点令人惊讶地导致速度至少提高了 10 倍。这基本上就是我所做的：

用梯度预计算图像，i。 e.它们的颜色和大小取决于粒子的寿命
在动画计时器中获取预先计算好的图像并将其绘制在canvas

如果有人感兴趣，可以从 this gist 获取完整代码。只需单击 "Download Zip" 并将 zip 代码放入 JavaFX 项目的 "application" 包中，然后启动 Main class。问题中代码的不同之处在于 Particle.java class。在这个问题中，粒子被用作节点并在动画计时器中移动，但在这个答案中，只有数据用于在动画计时器中的 canvas 上绘制图像，节点本身没有放在场景.

您可以使用设置 class 来指定分辨率、每帧新粒子数等。

此屏幕截图以全高清分辨率在屏幕上显示了 3 个推斥极和 25400 个粒子，运行 60fps：

Answer 2

我认为将这两行结合起来可能也会有所帮助：

// apply force: gravity
allParticles.stream().parallel().forEach(Particle::applyForceGravity);

// move particle
allParticles.stream().parallel().forEach(Particle::move);

有点像这样：

allParticles.stream().parallel().forEach(particle -> {
  particle.applyForceGravity();
  particle.move();
});

这样你就不会得到两倍的开销。

粒子系统的性能

Performance for particle system

javafx

particles