Обработка столкновений в системе частиц JavaScript/canvas

Question

У меня есть базовая система частиц в JavaScript (с использованием холста для рендеринга), и я пытаюсь найти лучший способ обработки столкновений между частицами. Система частиц может обрабатывать около 70 000 частиц при довольно приличном FPS.

Он состоит из массива, содержащего каждый объект Particle. Каждый объект Particle содержит 3 объекта Vector (один для перемещения, скорости и ускорения), которые содержат переменную x и y. Перед каждым кадром векторы скорости применяются к векторам скорости, а векторы скорости применяются к векторам смещения для каждого отдельного объекта Частицы. Затем рендеринг выполняет итерацию по каждой частице, а затем рисует квадрат пикселя 1x1 в месте расположения каждого вектора перемещения.

Система частиц также имеет «магнитные» поля, что может привести к ускорению частиц в направлении/от данной точки.

Я попытался применить к каждой частице «магнитное» поле, но вычисления, которые я использую для получения обновленных векторов ускорения для каждой частицы, слишком неэффективны, и этот метод значительно уменьшил FPS.

Ниже приведен код, я использую, чтобы пересчитать векторы ускорения частиц, по отношению к близлежащим магнитных полей (Эта функция вызывается перед каждым кадром):

Particle.prototype.submitToFields = function (fields) { 
    // our starting acceleration this frame 
    var totalAccelerationX = 0; 
    var totalAccelerationY = 0; 

    // for each passed field 
    for (var i = 0; i < fields.length; i++) { 
     var field = fields[i]; 

     // find the distance between the particle and the field 
     var vectorX = field.point.x - this.point.x; 
     var vectorY = field.point.y - this.point.y; 

     // calculate the force via MAGIC and HIGH SCHOOL SCIENCE! 
     var force = field.mass/Math.pow(vectorX*vectorX+vectorY*vectorY,1.5); 

     // add to the total acceleration the force adjusted by distance 
     totalAccelerationX += vectorX * force; 
     totalAccelerationY += vectorY * force; 
    } 

    // update our particle's acceleration 
    this.acceleration = new Vector(totalAccelerationX, totalAccelerationY); 
} 

Это очевидно, почему выше способ уменьшить производительность резко - число вычислений растет экспоненциально с добавлением каждой новой частицы.

Есть ли другой метод обнаружения столкновения частиц, который будет иметь хорошие характеристики с тысячами частиц? Будут ли эти методы работать с моей текущей структурой объектов?

Answer 1

Не создавайте новый вектор здесь. Это означает, что вы создаете 70 000 новых векторов для каждого кадра. Просто измените векторные значения:

this.acceleration.x = totalAccelerationX; // or : this.acceleration[0] = totalAccelerationX; 
this.acceleration.y = totalAccelerationY; // or : this.acceleration[1] = totalAccelerationY; 

Если это не помогает, вам придется использовать WebWorker.