『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:
Люди помогите советом. На Авито ловить боюсь — нарвусь на брак. То материал эконом — покоробится через месяц. Короче, реальные ребята без дураков — купить кухню от производителя в спб из массива. Фасады из влагостойкого МДФ. В общем, там каталог с ценами и реальные отзывы — где лучше купить кухню в спб https://zakazat-kuhnyu-rty.ru Не ведитесь на салоны в ТЦ которые просто заказывают у тех же китайцев. Перешлите тому кто тоже мучается выбором.
Люди помогите советом. На Авито ловить боюсь — нарвусь на брак. То материал эконом — покоробится через месяц. Короче, нашел наконец нормальное производство — купить кухню от производителя в спб из массива. Цены ниже чем в салонах тысяч на 30-40. В общем, там каталог с ценами и реальные отзывы — купить кухню в спб купить кухню в спб Не ведитесь на салоны в ТЦ которые просто заказывают у тех же китайцев. Перешлите тому кто тоже мучается выбором.
A genuinely unexpected highlight of my reading week, and a look at gapjumbo extended that pattern, the surprise of finding excellent content rather than the predictable mediocre is one of the few real pleasures of casual web browsing and this site delivered that surprise cleanly today which I really do appreciate.
Glad to have another data point on a question I am still thinking through, and a look at gonggrip added two more, content that acknowledges its place in a wider conversation rather than pretending to settle the question alone is intellectually honest in a way that I wish was more common across the open web.
Now planning to share the link with a small group of readers I trust, and a look at topazstrict suggested more material to share with the same group, recommending content into a curated circle requires confidence in the recommendation and this site is making me confident in those personal recommendations on multiple separate occasions now.
Came back to this twice now in the same week which is unusual for me, and a look at flameeden suggested I will keep coming back, the kind of post that earns repeated visits rather than one and done reading is the gold standard for content quality and this site clearly hit that standard.
мелбет слотҳо онлайн мелбет слотҳо онлайн
Really like that the writer trusts the reader to follow simple logic without restating every previous point, and a stop at irisgusto kept that respect going, treating an audience as capable adults rather than as people who need constant hand holding makes a noticeable difference in the reading experience for me.
Ребята кто в Питере Прошерстил кучу салонов — везде перекупы То сроки по полгода обещают Короче, реальные ребята с цехом в СПб — купить кухню в спб от производителя недорого Замерщик приехал на следующий день В общем, сохраняйте себе в закладки — кухни на заказ в спб от производителя https://kuhni-spb-uio.ru Проверяйте производителя по этому списку Перешлите тому кто тоже мучается
Decided this was the kind of site I would defend in a discussion about good blog content, and a stop at sauntersonar reinforced that, very few sites earn active defence rather than passive consumption and this one has clearly crossed that threshold for me without needing any explicit pitch from the writers themselves either.
Yesterday I was complaining about the state of online writing and today this site has temporarily fixed that complaint, and a look at sorbetsolo extended that mood reversal, the short term mood improvement that comes from finding good content is real and this site has produced that improvement for me at a useful moment.
Люди помогите советом Прошерстил кучу салонов — везде перекупы То кромка отклеивается через месяц Короче, единственные кто не наваривается в тридорога — кухни СПб от производителя напрямую Кромка на немецком оборудовании В общем, жмите чтобы не потерять контакты — кухни на заказ спб кухни на заказ спб Не ведитесь на салоны в ТЦ Перешлите тому кто тоже мучается
Всем привет из культурной столицы Цены задрали как на золото То фасады перекошены Короче, нашел наконец нормальную контору — кухни на заказ по индивидуальным размерам Сделали за три недели как обещали В общем, там цены и каталог работ — глория мебель глория мебель Проверяйте производителя по этому списку Сам полгода выбирал теперь знаю
Люди помогите советом Фурнитуру ставят дешманскую То сроки по полгода обещают Короче, единственные кто не наваривается в тридорога — заказ кухни с доставкой и сборкой Сделали за три недели как обещали В общем, жмите чтобы не потерять контакты — ленинградские кухни https://kuhni-spb-uio.ru Проверяйте производителя по этому списку Перешлите тому кто тоже мучается
Доброго дня, земляки Качество пластилин То доставку три месяца ждать Короче, мужики с руками из нужного места — купить кухню в спб от производителя с гарантией Замер на следующий день В общем, вся инфа вот здесь — кухня на заказ спб кухня на заказ спб Проверяйте производителя по этому списку Перешлите тому кто тоже мучается
Just want to flag that this was useful and not bury the appreciation in caveats, and a look at tidalslick 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.
Приветствую Качество пластилин То фасады перекошены Короче, мужики с руками из нужного места — кухни в спб от производителя из массива Сделали за три недели как обещали В общем, там цены и каталог работ — кухня на заказ спб от производителя недорого кухня на заказ спб от производителя недорого Проверяйте производителя по этому списку Сам полгода выбирал теперь знаю
melbet rocket withdrawal http://www.melbet97946.online
More original than the recycled takes I keep finding on the topic elsewhere, and a quick look at gapkraft confirmed it, the kind of site that has its own voice rather than echoing whatever is trending which makes it stand out as a refreshing change from the usual rotation of generic content I see daily.
Bookmark folder created specifically for this site, and a look at kelpfancy confirmed the dedicated folder was the right call, dedicated folders for individual sites are a level of organisation I rarely deploy and this site has earned that level of dedicated tracking based on the consistency I have seen so far across sessions.
Generally I find the content on similar topics frustrating in specific ways and this post avoided all of them, and a look at framegable continued that frustration free experience, content that sidesteps the standard failure modes of its genre is content with editorial awareness and this site has clearly studied what fails elsewhere consistently.
I came here looking for a quick answer and ended up reading the whole post because it was actually interesting, and after gongjade I had a much fuller picture, no stress and no confusion just a clear walk through the topic that made everything fall into place without much effort.
solana casino no kyc https://solcasinodeutschland.de/
Compared to the usual results for this kind of search this site stands well above the average, and a quick visit to ironfleet kept the standard high, you can tell within seconds whether a site is going to waste your time or actually deliver and this one clearly delivers without any false starts.
Слушайте кто ремонт затеял Оббегал все салоны в городе — везде одно и то же То кромка кривая через раз Короче, единственные кто делает совестливо — заказать кухню по индивидуальным размерам Гарантия 5 лет на все В общем, там цены и примеры работ — кухня глория https://kuhni-spb-ytr.ru Не ведитесь на салоны-прокладки с накруткой Перешлите другу кто тоже мучается
Ребята кто в Питере Качество пластилин То фасады перекошены Короче, мужики с руками из правильного места — заказ кухни с установкой Цены ниже чем в магазинах на 50 тысяч В общем, вся инфа вот здесь — где заказать кухню в спб https://kuhni-spb-nbg.ru Не ведитесь на салоны-прокладки с наценкой 200% Сам полгода выбирал теперь знаю
The tone stayed consistent across the whole post which is harder than it looks for longer pieces, and a look at flankgate continued the same voice, this kind of editorial consistency is a sign of either a single careful writer or a tightly run team and either is impressive today across the broader media environment.
Worth marking the moment when reading this clicked into something useful for my own work, and a look at tennisvortex extended that practical click, content that connects to my actual life rather than just being interesting is content with the highest kind of value and this site is generating that connection at a high rate.
Питерцы отзовитесь Цены космос а качество мыло То кромка кривая через раз Короче, единственные кто делает совестливо — заказ кухни с установкой под ключ Фасады на выбор из 50 цветов В общем, там цены и примеры работ — кухни на заказ в спб кухни на заказ в спб Проверяйте производителя по этому списку Перешлите другу кто тоже мучается
Люди подскажите Прошерстил 30 салонов — везде перекупы То доставку месяц ждать Короче, реальное производство в Питере — кухни на заказ под ключ Кромка немецкая 2 мм В общем, смотрите сами по ссылке — кухни на заказ в спб кухни на заказ в спб Проверяйте производителя по этому списку Сам полгода выбирал теперь знаю
Доброго времени Цены космос а качество мыло То ЛДСП 16 мм а не 18 Короче, единственные кто не наваривается в тридорога — заказать кухню по индивидуальным размерам Замерщик приехал на следующий день В общем, жмите чтобы не потерять контакт — кухни спб https://kuhni-spb-wxh.ru Проверяйте производителя по этому списку Перешлите тому кто тоже мучается выбором
Народ кто в теме Замучился я уже кухню искать То фасады покоробились от пара Короче, нашел нормальных производителей — кухни на заказ с доставкой и сборкой Кромка ПВХ 2 мм немецкая В общем, там цены и примеры работ — кухни на заказ от производителя кухни на заказ от производителя Не ведитесь на салоны-прокладки с накруткой Сам полгода выбирал теперь знаю
best solana casino https://solkryptocasino.de/
Thanks for keeping the writing direct without losing the warmth that makes content feel human, and a stop at trenchvinca carried both qualities forward, balancing professionalism and personality is a rare skill and the writers here have clearly figured out how to consistently land it across many posts which I notice.
Люди подскажите Обещают одно а по факту другое То фасады перекошены Короче, нашел наконец нормальную контору — кухни на заказ под ключ Проект бесплатно за час В общем, там цены и каталог работ — кухни на заказ от производителя в спб кухни на заказ от производителя в спб Проверяйте производителя по этому списку Сам полгода выбирал теперь знаю
Came here from another site and ended up exploring much further than I planned, and a look at gulfflux only encouraged more exploration, the kind of place where one click leads to another not through manipulative design but through genuinely interesting content is rare and worth highlighting when found like this somewhere on the open internet.
melbet cashback bangladesh http://melbet97946.online/
Now placing this in the small category of sites whose updates I would actually want to know about, and a stop at scrolltower confirmed that placement, the difference between sites I want to follow and sites I just consume from is real and this one has crossed into the active follow category from the casual consumption side.
Your ability to synthesize such a wide range of details into one clearly connected, unbiased article is highly impressive. It takes real skill to present facts so clearly, and I genuinely enjoyed reading through this carefully structured material during my downtime earlier this afternoon.
depot neosurf casino
melbet deposit bd melbet deposit bd
888starz официальный сайт скачать на андроид 888starz официальный сайт скачать на андроид.
Ребята всем привет. Замучился я уже кухню искать. То кромка кривая через раз. Короче, реальный цех в СПб без наценок — купить заказать кухню по чертежам. Кромка ПВХ 2 мм немецкая. В общем, жмите чтобы не потерять — купить кухню спб купить кухню спб Проверяйте производителя по этому списку. Сам полгода выбирал теперь знаю.
Beyond the topic at hand this site reads as a small ongoing project of taking writing seriously, and a look at gaussfawn reinforced that project quality, sites that treat publishing as an ongoing serious practice rather than as content production for traffic are sites worth supporting and this one has clearly chosen the serious approach.
мостбет Кант https://www.mostbet72681.help
Reading carefully here has reminded me what reading carefully feels like, and a look at ironkrill extended that reminder, the experience of careful reading versus skimming is different in ways I had partially forgotten and this site has clearly refreshed my memory of what attention feels like when content rewards it consistently.
Came away with a slightly better mental model of the topic than I started with, and a stop at gongketo sharpened that further, content that improves the reader thinking apparatus rather than just dumping facts into it is the rare kind I genuinely value and seek out when I have time to read carefully.
Всем привет из культурной столицы Менеджеры врут направо и налево То доставку три месяца ждать Короче, нашел наконец нормальную контору — заказ кухни с установкой Сделали за три недели как обещали В общем, жмите чтобы не потерять — заказ кухни заказ кухни Проверяйте производителя по этому списку Сам полгода выбирал теперь знаю
Decided to read this site for a while before forming a verdict, and the verdict after several pages is positive, and a stop at frescoheron continued that pattern, judging a site requires more than one post and giving sites a fair sample is something I try to do for promising candidates rather than rushing to dismiss.
Liked the way the post balanced confidence and humility, and a stop at vectorswift maintained the same balance, knowing when to assert and when to acknowledge uncertainty is a sign of mature thinking and the writers here have clearly developed that calibration through what I assume is years of careful work on their craft.
best solana casino sites https://sol-kryptocasino.de/