实现范围体爆炸
实现范围体爆炸 对于实现游戏中的艺术效果,有时候需要在画质和运行效率上进行巧妙的权衡。在实现爆炸效果上尤其如此;因为它是很多游戏的核心效果,但是在它之后的一些物理计算通常都会超过现代计算机的算力。爆炸本质上就是一团温度非常高的火红气体;所以正确模拟它的唯一方式就是在游戏中用流体模拟来模拟它。正如你所想的一样,这在运行时是不可行的,在很多的游戏中都是通过粒子来模拟。当一个物体爆炸的时候,通常会同时产生很多的火花,烟雾和一些散落的碎片,这样可以获得一个比较像的爆炸。不幸的是,这种模拟方法很容易被看破而且可能不是很真实。这里我们会了解一种折中的技术来实现爆炸效果,并且画质更好:范围体爆炸(volumetric explosions) 。这个知识点背后的思考是我们不再把爆炸当作是一系列粒子的模拟;它们现在进阶到3D物体了,而不仅仅是扁平的2D贴图。 始前准备 我们通过下面的几个步骤来讲解这个知识点: 为这个效果创建一个新的着色器 创建一个新的材质,并且关联该着色器 把这个材质关联到一个球体模型上。你可以在编辑器上直接创建一个球体模型,通过菜单 GameObject | 3D Object | Sphere 。 注意 使用标准的Unity球体就可以很好的演示这个知识点,但是如果你想要更大范围的爆炸,那么你可能需要面数更多的球体。事实上,顶点函数只能修改网格的顶点。所有其他的点都可以通过修改相邻顶点的位置的方式来修改它们。顶点数越少,那么爆炸效果的精细度也就越低。 这个知识点中,你需要一个 渐变纹理(ramp texture) ,这个纹理需要有你爆炸的所有颜色梯度。你可以用GIMP或者PhotoShop工具创建一个跟下面类似的纹理: 当你有了这个图片后,把它导入到你的Unity中。然后在 检查器面板(Inspector) 中,确保 Filter Mode 设置为 Bilinear ,然后 Wrap Mode 设置为 Clamp 。这两个设置是为了确保对渐变纹理平滑采样。 最后,你还需要一张 噪音纹理(noisy texture) 。你可以在网上搜索免费的噪音纹理。一般我们都使用 Perlin noise 。【这里我自己找到一个网站http://kitfox.com/projects/perlinNoiseMaker/】 操作步骤 这个效果我们分两步来实现:通过顶点函数改变几何形状,通过表面函数给与正确的颜色。这两个步骤如下: 添加下面的属性到着色器中: _RampTex("Color Ramp", 2D) = "white" {} _RampOffset("Ramp offset", Range(-0.5,0.5))= 0 _NoiseTex("Noise tex", 2D) = "gray" {} _Period("Period", Range(0,1)) = 0.5 _Amount("_Amount", Range(0, 1.0)) = 0.1 _ClipRange("ClipRange", Range(0,1)) = 1 添加相应变量,让着色器的Cg代码可以访问到它们: sampler2D _RampTex; half _RampOffset; sampler2D _NoiseTex; float _Period; half _Amount; half _ClipRange; 修改 输入结构体(Input structure) ,这样可以让它接收渐变纹理的UV数据: struct Input { float2 uv_NoiseTex; }; 添加下面的顶点函数: void vert(inout appdata_full v) { float3 disp = tex2Dlod(_NoiseTex, float4(v.texcoord.xy,0,0)); float time = sin(_Time[3] *_Period + disp.r*10); v.vertex.xyz += v.normal * disp.r * _Amount * time; } 添加下面的的表面函数: void surf(Input IN, inout SurfaceOutput o) { float3 noise = tex2D(_NoiseTex, IN.uv_NoiseTex); float n = saturate(noise.r + _RampOffset); clip(_ClipRange - n); half4 c = tex2D(_RampTex, float2(n,0.5)); o.Albedo = c.rgb; o.Emission = c.rgb*c.a; } 我们直接通过 #pragma 来指定我们要使用的顶点函数,通过添加 nolightmap 参数来阻止Unity添加真实光照到我们的爆炸效果中: #pragma surface surf Lambert vertex:vert nolightmap 最后一步,给我们球体模型选择我们刚刚创建的材质,然后在 检查器面板(Inspector) 中,为我们的材质添加噪音纹理和渐变纹理。这是一个动画材质,也就是说会随着时间变化。你可以观察材质的变化,只要在编辑器的 场景窗口(Scene Window) 中点击 Animated Materials : 原理介绍 在学习这个知识点的时候,如果你了解 表面着色器(Surface Shaders) 和 顶点修饰(vertex modifiers) 的工作原理。这个效果背后的主要思路是以一种混乱的方式修改这个圆球几何图形的表面,然后使它看起来像真正的爆炸。下图所示是在Unity编辑器内这种爆炸看起来的样子。可以看到这个网格已经发生了明显的畸变: ...