FeastSC 发表于 2023-3-7 20:43

【Unity3D】粒子系统ParticleSystem

1 简介


拖尾(TrailRenderer)、线段渲染器(LineRenderer)、粒子系统(ParticleSystem)是 Unity3D 提供的三大特效,其中粒子系统的功能最为强大,特效也最炫酷,但操作也最复杂。粒子系统中,不断地有粒子生成和粒子消亡,一般而言,粒子消亡速率和生成速率保持一致(除预热阶段),使得粒子系统保持一个稳定状态。使用粒子系统,可以实现烟花、水泡、枪口火花、核弹爆炸等特效。

在 Hierarchy 窗口右键,依次选择【Effects→Particle System】,可以创建一个粒子系统。

粒子系统的使用非常灵活,主要有以下用法:
控制发射器的形状(圆柱形、圆锥形、球形、圆形等)、发射周期、粒子数、粒子预热、发射延时等;控制粒子的形状、大小、颜色、材质、速度、旋转、生命周期等,并且在粒子的生命周期内可以修改这些属性;给粒子添加拖尾特效;控制多个粒子系统并行或串行发射粒子。

粒子系统属性面板如下:

Particle System:初始化模块Emission:发射模块Shape:发射器形状模块Velocity over Lifetime:生命周期内速度变化模块Limit Velocity over Lifetime:生命周期内速度约束模块Inherit Velocity:继承父对象的速度,粒子速度会受到其父对象移动的影响Force over Lifetime:生命周期内受力变化模块Color over Lifetime:生命周期内颜色变化模块Color by Speed:颜色受速度的影响模块Size over Lifetime:生命周期内粒子大小变化模块Size by Speed:粒子大小受速度影响模块Rotation over Lifetime:生命周期内方向变化模块Rotation by Speed:方向受速度影响模块External Forces:粒子受外力影响模块Noise:粒子受到随机噪声影响模块Collision:碰撞模块Triggers:触发器模块,如粒子雨,使粒子不会达到屋内Sub Emitters:子发射器模块,多个粒子系统并行或串行发射粒子Texture Sheet Animation:纹理层动画模块,可以控制将一张图片分割成多个部分,每次将其中的一个部分取出作为粒子贴图Lights:光照模块Trails:拖尾模块,可以给粒子添加拖尾效果Custom Data:自定义模块,为粒子自定义数据Renderer:渲染模块,可以设置渲染材质球、拖尾材质球等
2 Particle System(初始化模块)


Duration:粒子系统发射粒子的持续时间,当开启 Looping 后,Duration 失效;Looping:是否循环发射粒子;Prewarm:是否开启粒子预热,开启后,粒子个数从 0 逐渐增加到最大值;Start Delay:发射粒子之前的延迟,当开启 Prewarm(预热)后不能使用此项;Start Lifetime:粒子初始生命(存活时长),以秒为单位;Start Speed:粒子初始速度3D Start SIze:粒子初始 3D 尺寸,开启后需要设置 X、Y、Z大小;Start Size:粒子初始大小,3D Start SIze 开启后此选项消失;3D Start Rotation:粒子初始 3D 旋转,开启后,需要设置粒子在 X、Y、Z 轴上的旋转;Start Rotation:粒子初始旋转角度,3D Start Rotation 开启后此选项消失;Randomize Rotation:随机化旋转,取值 0~1,表示粒子反向(顺时针)旋转的概率;Start Color:粒子初始颜色;Gravity Modifier:粒子受到重力影响;Simulation Space:粒子运动使用的坐标系(本地坐标系、世界坐标系);Simulation Speed:改变粒子系统中所有粒子的速度,取值表示倍数;Delta Time:调整使用固定时间还是帧刷新粒子状态;Scaling Mode:缩放粒子系统的状态;Play On Awake:粒子系统启动后是否开启自动播放;Emitter Velocity:粒子发射后的移动方式,采用 Rigidbody(刚体)还是 Transform(变换)Max Particles:粒子系统中最大粒子个数;Auto Random Seed:自动随机种子,粒子的部分状态随机生成,相同的随机数种子,每次产生的随机数一致;Stop Action:当粒子系统发射完所有粒子后的操作,可以添加回调函数或在脚本中重写以下方法:
public void OnParticleSystemStopped()
补充:属性右边的小三角形都可以展开,用户可以设置某属性取值方式,如下:

Constant:该属性取值是一个固定常量Curve:该属性取值是一个变量,变量由曲线控制,用户可以自定义曲线;Random Between Two Constant:该属性取值是 2 个常量中的随机数;Random Between Two Curve:该属性取值是 2 个变量中的随机数,变量由 2 条曲线控制,用户可以自定义曲线。
3 Emission(发射模块)


Rate over Time:发射频率按时间,每秒发射次数(未开启 Bursts 时,每次发射一个粒子);Rate over Distance:发射频率按距离,移动粒子系统时,每米发射次数(未开启 Bursts 时,每次发射一个粒子);Bursts:每次发射开启多少个循环(Cycles),每个循环发射多少个粒子(Count),每个循环的时间间隔是多少(Interval)

设置 Bursts(爆炸)参数如下:

显示效果如下:

4 Shape(发射器形状模块)


Shape:发射器形状,主要有:Sphere、Hemisphere、Cone、Donut、Box、Mesh、Mesh Renderer、Skinned Mesh Renderer、Circle、Edge;

Cone


Circle


Sphere

5 Renderer(渲染器模块)


Render Mode:渲染模式,主要有:Billboard(广告牌,粒子永远面朝相机)、Stretched Billboard(可拉伸广告牌)、Horizontal Billboard(水平广告牌,粒子面朝 Y 轴正方向)、Vertical Billboard(垂直广告牌,粒子面朝 X 轴正方向)、Mesh(网格);Material:粒子材质;Trail Material:拖尾特效材质,通常取 Default-Line。
6 Collision(碰撞模块)


Planes:碰撞平面;Dampen:阻尼系数,取值 0~1,碰撞后速度减小;Bounce:反弹系数,取值 0~1,碰撞后的反弹力度,取值为 0 时,粒子会贴着平面飞行;Lifetime Loss:生命衰减系数,取值 0~1,每次碰撞生命都会衰减,取 0 时碰撞后粒子正常死亡,取 1 时碰撞后粒子立即死亡;Visualization:可视化平面,网格(Grid)还是实体(Solid);Scale Plane:缩放平面。

点击 Planes 右边的加号,可以添加碰撞平面(此平面在运行时不可见),此时粒子系统游戏对象上自动添加了个子对象,如下:

选中 Plane Transform 1 游戏对象,在 Inspector 窗口调整旋转角度,粒子系统显示效果如下:

7 Sub Emitters(子发射器模块)


Birth:子粒子系统与主粒子系统同时发射粒子(并行发射);Collision:主粒子系统发生粒子碰撞时,触发子粒子系统发射粒子;Death:主粒子系统粒子消亡时,触发子粒子系统发射粒子(串行发射)。

设置主粒子系统每秒发射 1 个粒子(Rate over Time = 1,Emission 模块),再添加子粒子系统,如下:

此时主粒子系统下面会自动添加一个子粒子系统,如下:

选中 SubEmitter0,设置初始生命(Start Lifetime)为 1 秒,初始速度(StartSpeed)为 8 米 / 秒,查看 Emission 模块,发现自动添加了 Bursts,如下:

粒子系统显示效果如下:

8 Trails(拖尾模块)


粒子系统中的拖尾与 TrailRenderer 组件类似。

Mode:拖尾模式,取值有:Particles(每个粒子拖尾独立绘制)、Ribbon(丝带,相邻粒子拖尾相连)Lifetime:拖尾生命,拖尾长度由 0 增长到最长时的时长;Color over Lifetime:拖尾生命周期内颜色变化;Width over Trail:拖尾从头到尾宽度值;Color over Trail:拖尾从头到尾颜色值。

设置粒子系统每秒发射 1 个粒子(Rate over Time = 1,Emission 模块),初始生命(Start Lifetime)为 5 秒,初始速度(StartSpeed)为 25 米 / 秒,重力(Gravity Modifier)为 1,拖尾材质(Trail Material,Renderer 模块)为 Default-Line,拖尾(Trails)模块设置见属性面板,粒子系统显示效果如下:

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