『部分工程文件点我下载』
『知乎转载链接』
『有点相关的Unreal Circle演讲』
Summary
因为本文涉及到的内容比较广，关于Niagara最基础的一些部分比如怎么新建、怎样添加使用模块就不详细说明了，没用过的同学可以先看一下Epic官方文档的介绍：
Niagara核心概念
和贾越同学的系列教学直播：
https://www.bilibili.com/video/av73602807
本次工程效果：
为了实现海浪拍到岩石上激起千层浪的感觉，我们可以看到有几个表现上的关键点
- 在岩石附近生成水花
- 水花激起的时机和位置与海水的流动匹配
- 出射速度受到海水运动和石头表面的撞击情况影响
- 激起后水花的体积感
海面的模拟 – Gerstner Waves
游戏里模拟海水的途径是一门艰深的课题，本文就不多涉及了。这里为了制作需要，介绍一下相对直观实用的Gerstner Waves。
在流体动力学中，Gerstner Waves是周期表面重力波的欧拉方程方程的精确解。它计算机图形技术之前很久就出现了，用来描述不可压缩流体的表面波动。
单一Gerstner Wave材质应用在一个平面上的效果如图：
数学时间
我们可以看到每一个点不止有Z轴方向的运动，也有XY轴的运动。并且这不是一个简单的sin波而是带有‘浪尖’的波形，这些都是Gerstner Wave的重要特征。
因为篇幅原因这里就不具体说公式了，本节末尾提供了我做好的材质节点可以直接下载取用。详细算法可以参考：
Chapter 1. Effective Water Simulation from Physical Models
https://developer.download.nvidia.com/books/HTML/gpugems/gpugems_ch01.html
简单说来，定义一个波形的属性有：
[高度, 前进方向, 波长, 陡峭度]
我们定义相位φ
φ = 方向 ⋅ 位置 / 波长 + 频率 * 时间
其中
频率 = sqrt(重力 * 2π / 波长)
那么以
z轴偏移 = 高度 * sin(φ)
xy轴偏移 = 陡峭度 * 高度 * 方向 * cos(φ)
的形式去移动海面的顶点，顶点会沿着椭圆绕圈（左图），一系列的顶点组合在一起就会形成具有浪尖的波形。
引擎内实现
在引擎里的实现可以用HLSL写在Custom节点里，你也可以选择用节点连。执行效率上，节点连出来的公式和HLSL代码没有区别。
材质函数 MF_GerstnerWave
核心部分：
float3 d = float3(sin(DirectionInDegrees * 0.0174533), cos(DirectionInDegrees * 0.0174533), 0); // 为了控制方便，输入并不是一个向量而是角度，这里转换一下
float w = 6.2831854 / L;
float theta = sqrt(6.2831854 * Gravity / L); // 由波长算出频率
float q = Stiffness / (Amplitude * w); // q是控制浪尖陡峭度的系数
float phase = dot((w * d).xy, WorldPosition.xy) – theta * Time; // 喂给cos和sin的相位
float3 offset = float3(q * Amplitude * d.xy * cos(phase), Amplitude * sin(phase)); // 照抄上面公式
这部分我放在了BlueprintUE.com里，点下面链接直接把节点复制粘贴到UE材质编辑器里就可以得到图上的节点：
https://blueprintue.com/blueprint/tt5p124n/
波形叠加
显然，一条波并不能说非常炫酷，Gerstner Wave的典型做法是把多条波叠加在一起。上面提到每条波可以控制的变量有：[高度, 前进方向, 波长, 陡峭度]
要合并多个波形，首先考虑的是波长，因为能组合的波长数量有限（8个已经很多了），我们无法完全参照真实世界的海洋数据，只能尽可能利用能付出的资源。由于波长相似的wave在叠加时看起来更有错综复杂的动态表现，我们可以在输入参数里首先给一个波长的中值LengthMedian，然后让不同wave的波长围绕这个中值变化。这样只要保留所有wave的波长与LenghMedian的比例，就可以通过改变LengthMedian来调整整个海洋的波浪大小：
在定义一组waves的结构FGerstnerWavesParameters中，美术可以在海洋的蓝图Actor上直接填写LengthMedian。
接下来，美术可以手动填写各个wave和LengthMedian的比例，也可以像我一样偷懒，填一个LengthMultiplierRange然后随机选取范围内的比例，在场景里拖动Seed直到随出一个好看的组合。
类似的方法同样适用于高度, 前进方向, 陡峭度。要注意的是，wave的高度和波长存在正相关关系，简单的做法是定义一个常数比例，让每个wave高度和和波长的比例保持一致。而在定义前进方向时会类似的给出一个DirectionRange定义前进方向的范围。
Niagara GPU粒子的生成
匹配水面位移
上面说了这么多，海面Shader内的位移数据其实并不能被外界直接读取，为了让Niagara能获取到海面的位移数据从而实现位置的同步，我们需要额外做一些工作：
方块：Niagara GPU particles
因为Gerstner Wave算法是确定性的，即给定同样的 [ 高度 | 前进方向 | 波长 | 陡峭度 ] 这样一组参数，不管在哪算出来的波形都是一样一样的。所以我们只要把与海面同样的参数传入Niagara System，就可以让Niagara粒子去‘追踪‘海面的粒子。（如上图）
传参
Normal难度：
上面说到，海面的波形是由好几个不同的Gerstner Wave组成，这里我用了8个，那么需要匹配海面的形状，其实在生成浪花时我们不用考虑所有8个waves，只考虑最大的一或两级wave，视觉上就很难看出不完全吻合的细节差别了。
Hard难度:
这一块可选阅读，可以跳过，对下面内容的理解没有影响。
可是如果我觉得这样做身体不适，非想传所有数据达到完美同步呢？ 也不是没有办法。4个参数 x 8组 = 一共32个float变量，手动命名并且在蓝图里拉面条，再在Niagara模块上一个一个拖上去也不是不行.. 如果你想做得灵巧些，我发掘了一个输入数组的hack：
因为Niagara还在beta阶段，一些功能还在持续改进中，这个hack可能以后也不需要。我介绍一下的另一个原因是觉得对增加对Niagara的理解有所帮助。
开始我想把数据通过DrawToRenderTarget写到一张贴图上，让Niagara读，但因为操作太不友好并且不支持CPU粒子放弃了。后来发现Niagara里的Curve型变量是同时支持CPU和GPU的，读取也很方便。我在蓝图里把需要的变量写入到一个Curve asset里，Niagara内reimport更新就可以，很方便。
不过Curve key的格式是有讲究的，Niagara CPU sim在读curve时，直接就读对应位置的key value。但GPU sim上会首先把curve编码成一个1×128像素的Lookup table，然后再读对应位置的数据，这就导致如果key的time位置不是100%对到LUT的像素位置上，encode后会出现偏差，这个偏差在我们现在的应用中是无法容许的。
好在encode的逻辑非常直接，只是取第一个key和最后一个key的time看范围，normalize到[0.0, 1.0]之间：
所以要达到key和LUT的像素对齐，最简单的方式是让time = [0, 1, 2… 127]，这样不需要额外操作，在GPU sim上读取即可。
最后一个key的time是127.0
这样我们就实现了可以在一个curve里记录128个float值。剩下要做的就是再BP里根据一定规则把8个wave的一系列参数编码，再从Niagara模块里通过相同规则解码。这里4个参数*8个wave，规则就是很简单的按照一定间隔记录了32个值。
按照一定间隔，在整数Time上记录了每一组parameters
在Niagara module中通过类似方式解压
定义GPU粒子的碰撞行为
Distance Field Collision
系统提供的collision模块非常健全，包括CPU trace碰撞，GPU depth / distance field碰撞等分支可以在下拉菜单中选择使用。我们这里使用GPU distance field碰撞，depth碰撞比较适合比较粗犷的效果，比如下雨下雪，稍微有点问题也看不出来，但如果水浪使用depth碰撞，岩石背面屏幕看不到的地方就会出错。
我们想有一些比较细腻的控制逻辑，比如这里水花撞到石头上，如果用默认的collision碰撞，反弹是朝着下图绿色的反射向量方向飞出去的，而流体撞到刚体的行为并不是这样完美的反弹，我们更想让它偏向下图紫色的角度。
下面三个gif分别展示不同反射角度的视觉：
定义这样的碰撞行为需要自己写模块，幸运的是这种逻辑都可以用Niagara的节点实现。引擎提供的Collision模块本身是一个宝藏，里面有各种碰撞的实现方式和模块编辑的best practice。在Collision – CollisionQueryAndResponse模块中我们探索一下可以发现：
点进去最底层的模块是：
即给出world position获得global distance field的数值和gradient，和材质里的DistanceToNearestSurface / DistanceFieldGradient结果是一样的，都是GPU内的query。
知道了这些，我们就可以很方便的自己写一个简单的collision判断：
并且在后面接上上面说到的反射角和切线角的逻辑–如果发现水浪粒子进行了第一次和岩石碰撞，那么就沿着我们想要的角度给一个初速度：
距离优化
同时因为有了distance field信息，可以在particle spawn时判断水浪粒子是否在岩石附近，如果不在就直接删除。
Smear
水花的材质想做好也是一项涉及很广的任务，我这里就是用了一个比较简单的云的贴图，稍微加工了下。值得一提的是通过particle的速度可以在材质里实现速度拉伸效果，对表达浪花飞溅的夸张形态非常有帮助：
实现方式也很简单，因为粒子sprite是朝向camera的，我们只要以local position和移动速度的点积缩放sprite即可：
vavada račun blokiran http://vavada47860.help
Гемблеры отзовитесь То выплаты задерживают Нервов потратил — мама не горюй Короче, единственное где не кидают — вавада казино онлайн лучший выбор Поддержка отвечает сразу В общем, смотрите сами по ссылке — vavada официальный сайт vavada официальный сайт Только вавада реально рулит Перешлите тому кто тоже ищет нормальное казино
Walked away with a clearer head than I had before reading this, and a quick visit to bondedtrustline only sharpened that, the writing has a way of cutting through the noise that surrounds most topics online which is something I will definitely remember the next time I am searching for an answer to anything.
Гемблеры отзовитесь А поддержка молчит как рыба Денег слил на всяком говне Короче, единственное где не кидают — vavada casino с крутыми бонусами Фриспины и акции каждый день В общем, вся инфа вот здесь — вавада казино онлайн вавада казино онлайн Не ведитесь на лохотроны Перешлите тому кто тоже ищет нормальное казино
mostbet kartdan karta depozit mostbet kartdan karta depozit
мостбет не загружается сайт мостбет не загружается сайт
мелбет в рублях мелбет в рублях
Just nice to read something that does not feel like it was assembled from a content brief, and a stop at securealliance kept that handcrafted feel going, you can tell when a real human with real understanding is behind the words versus a templated piece churned out for an algorithm to find.
Гемблеры отзовитесь Задолбался я уже искать нормальное казино Нервов потратил — мама не горюй Короче, единственное где не кидают — вавада с быстрыми выплатами Фриспины и акции каждый день В общем, жмите чтобы не потерять — vavada казино официальный сайт vavada казино официальный сайт Не ведитесь на лохотроны Перешлите тому кто тоже ищет нормальное казино
vavada službena adresa vavada službena adresa
Just want to flag that this was useful and not bury the appreciation in caveats, and a look at forwardmovementclarity earned the same direct praise, recognising good work without hedging it with criticism is something I try to practice because over qualified compliments tend to read as backhanded and miss the point sometimes.
Слушайте кто играет А поддержка молчит как рыба Нервов потратил — мама не горюй Короче, единственное где не кидают — vavada официальный сайт Фриспины и акции каждый день В общем, смотрите сами по ссылке — вавада вавада Не ведитесь на лохотроны Перешлите тому кто тоже ищет нормальное казино
mostbet manatla depozit mostbet69325.online
Felt like the post had been edited rather than just drafted and published, and a stop at actionmovesforward suggested the same care across the site, the difference between edited and unedited content is enormous for the reader and this site has clearly invested in the editing pass that most blogs skip entirely which really does show up.
Skipped the social share buttons but might come back to actually use one later, and a stop at intentionalforce extended that share urge, content that triggers genuine sharing impulses rather than performative ones is content that has actually moved me and not many posts in a typical week do that for me actually.
Worth recognising the specific care that went into how this post ended, and a look at ideasmoveforward maintained the same careful conclusions, endings are where most blog content falls apart and this site has clearly invested in the closing stretches of its pieces rather than letting them simply trail off when energy fades.
1win cote Moldova http://www.1win04867.help
Closed three other tabs to focus on this one and never opened them again, and a stop at forwardtractionformed similarly held attention exclusively, content that crowds out other reading from working memory is content with real density and this site has demonstrated that density across multiple pages I have visited so far this morning.
Honestly enjoyed not being sold anything for the entire duration of the post, and a look at signalturnsideas kept that pleasant absence going across more pages, content that exists for its own sake rather than as a funnel to a paid product is increasingly rare and worth supporting where I can find it.
maggie may porn
Worth flagging that the writing rewarded a second read more than I expected, and a look at frontlinebond produced the same second read benefit, content with hidden depths that emerge only on careful rereading is rare in the modern blog space and this site has clearly invested in that level of compositional density throughout.
Once you find a site like this the search for similar voices begins, and a look at claritypowersvelocity extended the search energy, finding a high quality reference point makes the gap between it and adjacent sources visible in a way it was not before and this site has provided that high reference point across multiple recent visits.
Слушайте кто играет Задолбался я уже искать нормальное казино Нервов потратил — мама не горюй Короче, единственное где не кидают — vavada casino с крутыми бонусами Вывод денег за 5 минут В общем, там все подробности — вавада официальный сайт вавада официальный сайт Не ведитесь на лохотроны Перешлите тому кто тоже ищет нормальное казино
Народ кто в теме То выплаты задерживают Денег слил на всяком говне Короче, единственное где не кидают — вавада казино онлайн лучший выбор Фриспины и акции каждый день В общем, вся инфа вот здесь — vavada online casino vavada online casino Не ведитесь на лохотроны Перешлите тому кто тоже ищет нормальное казино
мостбет apk с официального сайта мостбет apk с официального сайта
Народ кто в теме А поддержка молчит как рыба Нервов потратил — мама не горюй Короче, нашел наконец толковое казино — вавада казино онлайн лучший выбор Вывод денег за 5 минут В общем, там все подробности — вавада казино онлайн вавада казино онлайн Не ведитесь на лохотроны Перешлите тому кто тоже ищет нормальное казино
Слушайте кто играет А поддержка молчит как рыба Денег слил на всяком говне Короче, нашел наконец толковое казино — vavada casino с крутыми бонусами Вывод денег за 5 минут В общем, сохраняйте себе — vavada casino vavada casino Не ведитесь на лохотроны Перешлите тому кто тоже ищет нормальное казино
Took the time to read the comments on this post too and they were also worth reading, and a stop at trendvani suggested the community quality matches the content quality, when the conversation around a piece is as good as the piece itself you know you have found a real corner of the internet.
как зарегистрироваться в mostbet как зарегистрироваться в mostbet
Will be passing this along to a few people who would benefit from the perspective shared here, and a stop at connectbridge only added to what I will be sharing, this kind of generous content deserves to circulate widely rather than getting buried in some search engine algorithm tweak that pushes it down the rankings.
1win pacanele demo http://www.1win04867.help
как выигрывать на melbet постоянно как выигрывать на melbet постоянно
Felt the writer was being honest with the reader which is rare enough that I want to acknowledge it, and a look at momentumarchitecture continued that honest feel, content built on actual knowledge rather than aggregated summaries is something I value highly and rarely come across in regular searches on the open internet these days.
Quality writing that respects the reader’s intelligence without overloading them, and a quick look at trustednexus reflected that approach, a balanced thoughtful site that earns trust by being consistent rather than by shouting about how trustworthy it is which is the usual approach online sadly across most content categories.
мелбет скачать приложение https://melbet95018.online
Всем привет из КЗ А жить на что-то надо Объездил кучу сайтов Короче, реально рабочий вариант — сайт работы в Казахстане с актуальными вакансиями График удобный В общем, там все вакансии — сайты работы в казахстане https://vakansii.sitsen.kz Найдите нормальную работу Перешлите тому кто ищет работу
melbet казино приложение http://melbet95018.online/
Всем привет из КЗ Замучился я уже искать нормальную работу Пересмотрел тысячи вакансий Короче, реально рабочий вариант — сайт работы в Казахстане с актуальными вакансиями Зарплаты реальные В общем, смотрите сами по ссылке — вакансии рк https://vakansii.sitsen.kz Не сидите без денег Перешлите тому кто ищет работу
The lack of unnecessary jargon made the post accessible without sacrificing accuracy, and a look at bondedtrustway continued in the same accessible style, technical topics often hide behind specialised vocabulary but here the writer trusts the reader to keep up with plain language and that trust pays off nicely throughout the entire post.
vavada registration https://vavada47860.help/
mostbet yenidən cəhd et https://www.mostbet69325.online
mostbet hesab təsdiqlənib mostbet hesab təsdiqlənib
vavada aviator igra https://www.vavada47860.help
Гемблеры отзовитесь А поддержка молчит как рыба Денег слил на всяком говне Короче, единственное где не кидают — vavada официальный сайт Всё летает как часы В общем, жмите чтобы не потерять — vavada казино vavada казино Только вавада реально рулит Перешлите тому кто тоже ищет нормальное казино
mostbet hesab bərpası necə edilir http://www.mostbet69325.online
vavada Hrvatska apk vavada Hrvatska apk
Reading this on a slow Sunday and finding it perfectly suited to a slow Sunday read, and a quick stop at progresswithoutfriction kept the same gentle pace, content that fits the mood of the moment is something I notice and remember and this site has the kind of pace that suits relaxed reading sessions especially well.
Гемблеры отзовитесь Задолбался я уже искать нормальное казино Денег слил на всяком говне Короче, нашел наконец толковое казино — vavada официальный сайт Вывод денег за 5 минут В общем, сохраняйте себе — vavada online casino vavada online casino Только вавада реально рулит Перешлите тому кто тоже ищет нормальное казино
Всем привет из интернета То вообще доступ закрывают Искал долго, перепробовал кучу вариантов Короче, работает стабильно и честно — вавада казино зеркало Поддержка отвечает сразу В общем, вся инфа вот здесь — вавада официальный сайт вавада официальный сайт Не ведитесь на лохотроны Перешлите тому кто тоже ищет нормальное казино
Reading this confirmed that my time researching the topic in other places had not been wasted, and a stop at integritybondhub extended the confirmation, when independent sources agree that is a useful signal and this site is one of the more reliable sources I have found for cross checking what I read elsewhere on similar subjects.