Unity-3D-游戲場景設計實例教程CHAPTER-7-Unity3D粒子系統(tǒng)詳解課件

1、Unity 3D 游戲場景設計實例教程CHAPTER 7 Unity3D粒子系統(tǒng)詳解7.1 Legacy Particles粒子組件7.2 Particle System粒子系統(tǒng)7.4 Unity粒子實例落葉的制作7.3 Unity粒子實例火焰的制作7.1 Legacy Particles粒子組件 Legacy Particles 是舊版遺留的粒子系統(tǒng)，我們可以在 Component 組件菜單下的 Effects選項下進行創(chuàng)建，Legacy Particles 共包括 5 個組件，分別為 Ellipsoid Particle Emitter（橢球粒子發(fā)射器）、Mesh Particle Emi

2、tter（網格粒子發(fā)射器）、Particle Animator（粒子動畫）、Particle Collider（粒子碰撞器）和 Particle Renderer（粒子渲染器），如圖 7-1 所示。圖 7-1 從組件菜單中創(chuàng)建舊版遺留粒子系統(tǒng) 舊版的粒子系統(tǒng)只能作為組件添加到游戲對象上，如果想要單獨創(chuàng)建粒子效果，我們可以先創(chuàng)建一個空物體（Ctrl+Shift+N），然后將粒子組件添加到空物體上。一個完整的粒子系統(tǒng)必須包含三個獨立的組件部分：粒子發(fā)射器、粒子動畫以及粒子渲染，所以想要創(chuàng)建粒子效果我們必須對空物體添加 Ellipsoid Particle Emitter 或 Mesh Partic

3、le Emitter、Particle Animator 以及 Particle Renderer 這三種粒子組件，如果我們想要粒子具有碰撞物理特性，還可以為其添加 Particle Collider。 將粒子組件添加到游戲對象上后，我們可以在 Inspector 面板中對參數(shù)進行設置，如圖 7-2 所示，首先來介紹 Particle Emitter 粒子發(fā)射器參數(shù)，參數(shù)名稱、中文含義以及功能解釋如表 7-1 中所示。圖 7-2 舊版粒子系統(tǒng)組件參數(shù)面板表7-1 Min Emitter Range 最小發(fā)射范圍可以確定粒子產生在橢球內的深度，如果設置為 0，將允許粒子在從球體外部邊緣到中心范圍

4、內的任何地方產生。若設置為 1，將限制在球體的邊緣范圍產生粒子，如圖 7-3 所示。圖 7-3 最小發(fā)射范圍參數(shù)設置對比 Interpolate Triangles（插入三角形）命令如果激活，粒子會在網格模型物體的表面產生，如果沒有激活，粒子只能在網格模型的頂點產生，如圖 7-4 所示，其中右圖為選項啟動后的效果。Systematic（系統(tǒng)性），如果激活選項粒子將會按照網格物體的頂點順序產生，此選項通常較少使用。Min/Max Normal Velocity（正常速度）為粒子從網格物體上拋出的最小或最大數(shù)量。圖 7-4 Interpolate Triangles 命令示意圖表 7-2表 7-3

5、表 7-4 Stretch Particles伸展粒子下拉菜單中一共包括五個選項：Billboard表示當粒子面對鏡頭時才呈現(xiàn)；Stretched是朝粒子運動的方向去做拉伸延展；Sorted Billboard是當用混合材質時，粒子會依照距離鏡頭的遠近做排列；Vertical Billboard為所有粒子沿著 X 和 Z 軸對齊飄動；Horizontal Billboard 是讓所有粒子沿著 X 和 Y 軸對齊飄動。 UV Animation粒子 UV動畫選項下包括三項設置：X Tile是根據(jù) X 軸每幀產生一次位移；Y Tile 是根據(jù) Y 軸每幀產生一次位移；Cycles 用來設置多久循環(huán)

6、一次。7.2 Particle System粒子系統(tǒng) Unity 3.5 版本更新后引入了全新的 Particle System 粒子系統(tǒng)，之前舊版的粒子系統(tǒng)變成了遺留組件，兩個版本的粒子系統(tǒng)同時存在，雖然都可以制作各種類型的粒子特效，但新版粒子系統(tǒng)可以在 Hierarchy 面板中附加給任意的游戲對象，成為其子物體，而且可以無限制添加多個粒子系統(tǒng)，舊版粒子系統(tǒng)只能作為組件添加給游戲對象，且只能添加一次不能重復。 我們在制作大型和復雜的粒子特效時，必須要通過多個粒子發(fā)射器相互疊加和組合，這時我們只能通過新版的粒子系統(tǒng)來實現(xiàn)，同時新版粒子系統(tǒng)在粒子控制上更加復雜和多樣化，另外，從原則上來說 Un

7、ity 公司鼓勵用戶使用新版的粒子系統(tǒng)，舊版粒子只是為了保證兼容性而保存下來。我們可以從 Unity 菜單欄 GameObject 游戲對象菜單下的Create Other 選項來創(chuàng)建 Particle System 粒子系統(tǒng)，如圖 7-5 所示。圖 7-5 從游戲對象菜單下創(chuàng)建新版粒子系統(tǒng) 選中創(chuàng)建出來的粒子系統(tǒng)，我們可以在 Inspector 面板中對其進行各項參數(shù)設置，首先在面板頂端顯示的是 Particle System 的初始化模塊，這是新版粒子系統(tǒng)的最基本模塊，它一直存在我們無法對其進行刪除或禁用，初始化模塊主要針對粒子的基本屬性進行設置，如圖 7-6 所示，下面通過表 7-5 來

8、詳細講解各項命令的功能含義。圖 7-6 粒子系統(tǒng)初始化模塊面板表 7-5 在 Particle System 初始化模塊面板下面還有一系列的選項面板，如圖 7-7 所示，每個面板都對應各種粒子控制選項參數(shù)，我們可以有選擇性的啟用其中的一個或多個面板，下面針對每個面板的命令參數(shù)進行詳細講解。（1）Emission 發(fā)射模塊。 這個模塊用來控制粒子發(fā)射時的速率，可以在某個時間生成大量粒子，在模擬爆炸時非常有效。Rate（速率），每秒或每米的粒子發(fā)射的數(shù)量；Bursts（突發(fā)），在粒子系統(tǒng)生存期間增加爆發(fā)；Time and Number of Particles（粒子的時間和數(shù)量），在指定時間發(fā)射指

9、定數(shù)量的粒子，用“+”或“-”按鈕調節(jié)爆發(fā)數(shù)量。圖 7-7 各項粒子系統(tǒng)參數(shù)控制面板（2）Shape 形狀模塊。 定義發(fā)射器的形狀，可以選擇球形、半球體、圓錐、盒子和網格模型，能提供初始的作用力，該作用力的方向將延表面法線或隨機生成表 7-6續(xù) 表（3）Velocity Over Lifetime 存活期間的速度模塊。 該面板用來控制粒子的直接動畫速度。X、Y、Z 用來控制粒子的運動方向，可以通過常量值或曲線來控制。Space/World（局部 / 世界），選擇速度是根據(jù)局部還是世界坐標系確定方向。（4）Limit Velocity Over Lifetime 存活期間的限制速度模塊。 可以控

10、制粒子模擬拖動效果，如果有了確定的閥值，將抑制或固定速率。Separate Axis（分離軸），用于每個坐標軸的控制；Speed（速度），用來控制粒子所有方向軸的速度，用 X、Y、Z 不同的軸向分別控制；Dampen（阻尼），通過 01 的數(shù)值確定多少過度的速度將被減弱，舉例來說，值為 0.5，將以 50% 的速率降低速度。（5）Force Over Lifetime 存活期間的受力模塊。 與Velocity Over Lifetime模塊參數(shù)基本相同。X、Y、Z 用來控制作用于粒子上面的力，可以通過常量值或曲線來控制；Space/World（局部 / 世界），選擇速度是根據(jù)局部還是世界坐標系

11、來確定方向；Randomize（隨機），每幀作用在粒子上面的力都是隨機的。（6）Color Over Lifetime 存活期間的顏色模塊。 Color（顏色），控制每個粒子在其存活期間的顏色，存活時間短的粒子變化會更快。 可以選擇常量顏色、兩色隨機、使用漸變動畫或在兩個漸變之間指定一個隨機值。（7）Color by Speed 顏色速度模塊。 該模塊可以使粒子顏色根據(jù)其速度產生動畫效果，為顏色在一個特定范圍內重新指定速度。Color 顏色選項與 Color Over Lifetime 模塊中的相同。Speed Range（速度范圍），Min 和 Max 值用來定義顏色速度范圍。（8）Size

12、 Over Lifetime 存活期間的尺寸模塊。 Size（尺寸大?。?，控制每個粒子在其存活期間內的大小，可以通過常量、曲線或兩曲線間隨機等方式進行控制。（9）Size By Speed 存活期間的尺寸速度模塊。 Size（尺寸大?。?，用于指定速度。Speed Range（速度范圍），Min 和 Max 值用來定義速度的范圍。（10）Rotation Over Lifetime 存活期間的旋轉速度模塊。Angular Velocity（旋轉速度），控制每個粒子在其存活期間內的旋轉速度，可以使用常量、曲線、兩常量間隨機或兩曲線間隨機來進行控制。（11）Rotation By Speed 旋轉速

13、度模塊。 Angular Velocity（旋轉速度），與 Rotation Over Lifetime 模塊中的參數(shù)含義相同，用來控制粒子的旋轉速度。Speed Range（速度范圍），用兩個常量數(shù)值來定義旋轉速度范圍。（12）Collision 碰撞模塊。 為粒子系統(tǒng)建立物理碰撞，現(xiàn)在只支持平面碰撞。下面通過表 7-7 來詳細了解功能參數(shù)的含義。表 7-7續(xù) 表（13）Sub Emitter 次級粒子發(fā)射模塊。 這是一個非常好用的模塊，當粒子在出生、死亡和碰撞時可以生成其他次級粒子。 Birth（出生），在每個粒子出生的時候生成其他粒子系統(tǒng)；Death（死亡），在粒子死亡的時候生成其他粒子

14、系統(tǒng)；Collision（碰撞），在粒子碰撞的時候生成其他粒子系統(tǒng)。（14）Texture Sheet Animation 紋理層動畫模塊。 在粒子系統(tǒng)存活期間設置面片的 UV 動畫。Tiles（平鋪），定義貼圖紋理的平鋪；Animation（動畫），指定動畫類型，可以選擇整格或是單行；Cycles（周期），指定 UV 動畫的循環(huán)速度。（15）Renderer 渲染器模塊。 渲染模塊顯示粒子系統(tǒng)渲染組件的屬性，具體參數(shù)命令含義見表 7-8。表 7-8續(xù) 表7.3 Unity粒子實例火焰的制作 火焰是游戲中常見的粒子特效，通常用于制作火把、火盆、法術或大面積的燃燒效果，如圖 7-8 所示?；鹧嫘?/p>

15、果的制作應用了最基本的粒子參數(shù)設定，可以幫助初學者更加直觀和快速地掌握 Unity 粒子系統(tǒng)，本節(jié)就帶領大家了解火焰粒子特效的制作流程和方法。圖 7-8 各種類型的火焰粒子特效 首先在 3ds Max 中制作一個三足銅鼎模型，用來作為火焰燃燒的載體，如圖 7-9 所示。圖 7-9 制作銅鼎模型 將制作完成的銅鼎模型導出為 FBX 文件，這里注意模型、材質球和貼圖的名稱要統(tǒng)一。將 FBX 和模型貼圖文件放置于 Unity 項目文件夾下的 Assets 目錄中，在 Unity 引擎編輯器中新建一個場景，將銅鼎模型導入到 Unity 場景視圖中，將銅鼎材質球的 Shader 設置為 Specular

16、 高光模式，如圖 7-10 所示。圖 7-10 將模型導入到 Unity 引擎編輯器中 接下來通過 Unity 菜單欄中的 GameObject 菜單創(chuàng)建一個 Particle System 默認粒子系統(tǒng)，將粒子系統(tǒng)移動對齊到銅鼎模型的上方，如圖 7-11 所示。圖 7-11 創(chuàng)建 Particle System 粒子系統(tǒng) 然后通過 Inspector 面板對粒子系統(tǒng)的參數(shù)進行設置，我們首先選中激活粒子系統(tǒng)的 Shape 面板，將粒子發(fā)射器的形狀設置為 Cone 類型，調整發(fā)射器圓柱圖形的半徑以及高度，如圖 7-12 所示。圖 7-12 調整粒子發(fā)射器外形 我們暫時把白色的粒子光球看作噴發(fā)出的

17、火焰，然后對粒子的基本參數(shù)進行設置，在初始化模塊中設置 Start Lifetime（初始生命存活時長）、Start Speed（初始速度）和 Start Size（初始粒子尺寸大?。┑葏?shù)，調整粒子噴射的形態(tài)，讓其具有火焰的基本外觀，如圖 7-13 所示。圖 7-13 調整粒子基本參數(shù) 利用Project項目面板中的 Create 按鈕新建一個材質球（Material），然后為其添加一張火焰的Alpha特效貼圖，將材質球的Shader設置為Transparent/ VertexLit模式，將材質球的主色調和高光色都設置為純白，如圖 7-14 所示。圖 7-14 創(chuàng)建火焰材質球 選擇粒子系統(tǒng)，

18、激活下方的Renderer渲染面板，將剛剛制作的火焰材質球拖曳添加到渲染面板的Material選項中，渲染模式保持默認的Billboard（粒子面片永遠正對攝像機鏡頭）模式，這時我們就能看到火焰粒子的噴射效果了，如圖 7-15 所示。圖 7-15 將火焰材質添加到粒子系統(tǒng)中 這時火焰特效存在一個問題，就是粒子面片由從下方生成到消失在頂部，自始至終都是保持同一尺寸大小，火焰的噴射整體呈火柱狀，缺乏真實感，所以下一步我們需要對 Size Over Lifetime（存活期間的尺寸）模塊的參數(shù)進行設置，讓其火焰呈錐狀噴射。選中激活 Size Over Lifetime 模塊面板，選擇利用曲線來控制

19、Size 參數(shù)，同時返回粒子初始化模塊，進一步調整粒子的各項參數(shù)，這樣就制作出了真實的火焰粒子燃燒效果，如圖 7-16 所示。圖 7-16 進一步調整粒子參數(shù) 火焰特效制作完成后，我們可以利用同樣的方法制作出煙霧特效，讓火焰的燃燒更具真實感，煙霧粒子特效的參數(shù)設置與火焰特效基本相同，只是具體的參數(shù)數(shù)值不同，煙霧粒子應該比火焰粒子的存活時間更長，這樣才能夠實現(xiàn)煙霧的揮發(fā)效果，如圖 7-17 所示。圖 7-17 制作煙霧粒子特效 火焰和煙霧的粒子特效都制作完成后，我們在Hierarchy面板中將兩個粒子系統(tǒng)都拖曳到銅鼎模型的名稱上，這樣就實現(xiàn)了子父級關系的設定，如圖 7-18 所示，之后我們在引擎

20、編輯器中移動銅鼎模型，兩個粒子系統(tǒng)便會同時跟隨移動。最后在場景視圖中創(chuàng)建一盞點光源，調整攝像機的位置，然后單擊工具欄的播放按鈕，就可以在游戲視圖中觀看最終的特效效果了，如圖 7-19 所示。圖 7-18 設置父子層級關系圖 7-19 游戲視圖中的粒子效果7.4 Unity粒子實例落葉的制作 游戲中的粒子特效我們可以大致分為密集型粒子和分散型粒子。顧名思義，密集型粒子是指粒子個體分布比較密集的特效類型，如火焰、煙霧、爆炸和光束等。分散型粒子是指粒子個體排列相對分散的特效類型，如螢火蟲、落葉、下雨（見圖 7-20）等。在上一節(jié)中以火焰特效為例介紹了密集型粒子的制作方法，本節(jié)將以落葉效果為例為大家講解分散型粒子特效的制作流程。首先，在 3ds Max 中制作一棵樹木的植物模型，如圖 7-21 所示。圖 7-20 游戲中的下雨天氣粒子特效圖 7-21 制作樹木植物模型 將模型整體導出為FBX文件，啟動Unity引擎編輯器，新建項目文件和場景，然后將FBX文件連同模型貼圖文件一起放到Unity項目文件夾下的Assets 資源目錄中，這樣我們就完成了植物模型資源的導入，在Project項目面板中拖曳樹木模型到場景視圖，如圖7-22所示。樹葉和樹藤的材質球Shader要選擇Transparent半透明模式或Natural植物模式。圖 7-22 將樹木模型導入到