ContentExamples —— Niagara_Particles

Niagara内容示例 3.4 Texture Sampling 粒子效果 粒子生成时聚集表现出虚幻标志的样子,以及“UNREAL ENGINE 4”字样,随后运动,扭曲,直至消失。 Niagara蓝图部分 蓝图表明,本例使用的核心技术即是GPU的纹理采样功能(仅支持GPU),即从已有纹理图片中进行数据采样传递给粒子进行表现。而采样过程,可以简单对应到UV采样过程,即在粒子形成的网格中,每个粒子拥有一个对应位置,即其在UV坐标系中的对应位置,以该位置对Texture来进行采样操作。 效果实现分析 粒子生成。这里使用了Spawn Particle in Grid搭配Gr. 阅读详情

目录

内容示例

Simple Sprite Emitter

Simple Mesh Emitter

Simple GPU Emitter

Sprite Facing

Blend Attributes by Value

Static Beams

Dynamic Beams

Multiple Renderers

Simple Lightweight Emitter

Lightweight Renderers

CPU vs GPU

User and System Bindings

Bindings are Instantaneous

Fast, Faster, Fastest

Location Events

Expressions

Collision

Static Mesh Sampling

Renderer Overrides

Visibility Tag

Texture Sampling

Mesh LOD Modes

PlayAudioExample

Exporting Particle Data to Blueprint

RendererWithNoParticles

Mesh Orientation vs. Rotational Force

其他案例

Beam Effect


内容示例

        Niagara是UE的下一代VFX工具;完全可编程的VFX模拟,具有基于节点的模块化行为、定序器时间线、HLSL表达式支持和继承;Niagara有许多内置的发射器模板,在内容浏览器启用"Show Plugin Content","Show Engine Content" ,可显现这些模板;

Simple Sprite Emitter

        Niagara运行一系列脚本,称之为Stacks;

        蓝色是系统脚本,控制粒子系统的整个生命周期,System Spawn控制着系统生成的第一帧上发生的事情,System Update是此后每帧运行的逻辑;当数据从系统->发射器->粒子流动时,系统中的每个其他发射器和粒子都可以访问此处创建的属性;
        橙色是系统中的每个发射器脚本,每个发射器都有一个类似的Spawn和Update脚本;可控制系统中每个单独发射器生命周期,循环还是单次等;

        绿色是粒子脚本,对发射器中的每个单独粒子独立运行;Particle Spawn是对粒子生命周期的第一帧,Particle update是对此后的每帧;粒子生成、更新中都有许多内置行为(称为模块),可通过每个脚本标题旁边的彩色“+”访问,也可通过右键单击模块并选择“Insert Above”或“Insert Below”来访问;

        系统可包含多个发射器,想添加另一个发射器,可右击并选择;如没有看到任何模板,"Show Plugin Content","Show Engine Content";

 

Simple Mesh Emitter

        Initialize Particle模块不仅可初始化简单的点属性,如lifetime或color,还可初始化渲染器特定的属性,如Mesh的Scale或精灵粒子的SpriteSize;该案例Initial Mesh Orientation,及Update Mesh Orientation,都是设置或更新属性Particles.MeshOrientation;

 

Simple GPU Emitter

        注意发射器properties上的黄色GPU图标,表示发射器处于GPU模式下;

        大多数功能在CPU和GPU模式下都能工作,但有些功能的行为不同,如GPU碰撞在GPU上以更高性能但不太准确的方式处理,某些渲染器如light渲染器和ribbon渲染器,目前仅使用CPU;
        GPU模拟的好处是通常可很好地处理更高的粒子数,缺点是如已经过大GPU边界,有时最好让CPU来模拟粒子;
        同样值得注意的是,只有PARTICLE脚本(绿色的Spawn和Update部分)在GPU上运行;
系统和发射器脚本(上面的橙色和蓝色部分)仅在CPU上执行,因此仅限于CPU友好的操作,如系统和发射器的脚本不能sample textures,也不能查询场景距离场;

 

Sprite Facing

        Particles.SpriteFacing是控制粒子朝向的矢量变量,此案例是在粒子位置减去球体中心位置;
Particles.SpriteFacing、Particles.SpriteAlignment 都是worldspace向量,与simulation坐标空间无关;

        在Sprite Renderer的Bindings内可查看绑定的粒子属性列表,这些属性对引用它们的渲染器具有特殊意义,如果需要,每个属性都可以被其他属性覆盖;

注,Vortex Velocity 此节点已废弃,该模块是直接修改Velocity是不推荐的工作流,使用 Vortex Force 模块替代;在Particle Update阶段直接修改速度,可保证粒子沿球运动;

 

Blend Attributes by Value

       Transient变量仅对给定的堆栈上下文(如Particle Update)是局部的,且每帧都会从头开始重新计算,它们不会在每帧之间持久化它们的值;这使得它们不同于Particles变量,它们保存在粒子playload中,并在帧与帧之间持续存在,这会带来内存和性能成本;
        此案例创建一个Transient变量,表示粒子到发射器原点的当前距离,用来驱动Color和Spirte Size;

 

 

Static Beams

        Particles.RibbonLinkOrder 变量决定了给定RibbonID的粒子如何相互链接;“Spawn Beam”模块根据在爆发中生成的新粒子建立顺序,并为每组新粒子分配一个新的唯一RibbonID,以使它们保持为单独的束,而不是发射器中所有粒子组成的一个大型相互连接的条带;

注,新版Curl Noise Force的Noise Frequency缩小1000倍,更加用户友好;

  

Dynamic Beams

        Update Beam 沿着起始点路径放置粒子,会每帧重新计算起始点,可动态的改变起始点位置;

 

 

Multiple Renderers

        Renderer Bindings 如“Color”或“Scale”,是在许多模块的底层设置的,但也可直接在堆栈中设置;如在Parameters面板中创建新的参数,可将其直接拖动到堆栈中进行设置;

  

Simple Lightweight Emitter

        轻量级发射器更快,使用更少的内存,不需要编译时间;为实现这一点,轻量级发射器有一组更小的工具来构建效果;之所以选择可用的工具,是因为它们是最常用的,且被认为是“无状态的”,即:它们可在任何时候进行评估,而无需启动;

        轻型发射器相当于瑞士军刀,其紧凑、高效,但在某些方面存在不足;

 

Lightweight Renderers

        在可能的情况下,轻量级发射器模仿标准发射器的行为;轻量级发射器目前支持Sprite、Mesh和Ribbon渲染器;

 

CPU vs GPU

        使用标准发射器,可选择使用CPU或GPU发射器;轻量级发射器根据生成计数在CPU和GPU之间自动切换,以实现最高效的性能;

 

User and System Bindings

        一些粒子属性可以通过绑定到用户或系统参数来控制,

  

Bindings are Instantaneous

        轻量级粒子存储状态的能力有限,Spawn vs Update的概念不适用于轻量级发射器;此案例中初始化粒子模块正在使用系统绑定,但是,颜色会在每一帧上更新,而不是在粒子似乎被生成时更新;

  

Fast, Faster, Fastest

        轻型发射器可以与常规发射器结合使用,然而在没有常规发射器的情况下时,性能会达到峰值,因为这能够避免系统脚本的执行;

红色粒子被锁定到带动画Actor,即把指定Actor的位置赋给粒子,需System Update堆栈中每帧执行脚本;

绿色粒子在生成时吸附到Actor位置,在System Spawn上执行一个系统脚本;

蓝色粒子根本不与Actor结合,所有系统脚本均已停用,包括系统状态,最快;

  

Location Events

        当前事件Event仅限于CPU发射器!在GPU发射器上,有一个Lead/Follower范式,使用“Spawn Particles From Other Emitter”和“Sample Particles From Other Emitter”模块,这些模块利用了粒子属性Reader;

        Event Generators如"Generate Location Event" 存在于粒子脚本;通常,默认在解算器运行后发送位置事件以获得最高精度,但模块可以放置到任何地方,以确定事件何时发送;默认“Send Rate”为每秒合理的事件数,可降低该值以限制事件的发送速率;

        "Event Handler"可接收事件,类似Particle Spawn or Update一样的脚本,在接收到事件后运行;

  

Expressions

        可在参数上直接使用表达式;

 

 

Collision

        碰撞在CPU和GPU发射器上都有效,有些选项会不同,如只有GPU发射器可以对场景深度或全局距离场进行采样;与GPU碰撞相比,CPU碰撞通常非常昂贵,应该谨慎使用;

        "Generate Collision Event" 能生成碰撞事件,但仅在CPU上支持;

 

Static Mesh Sampling

        可点击Detail面板的搜索栏右侧的view option,以显示写入的参数;

 

Renderer Overrides

        每个渲染器在“Bindings”类别下显示其绑定,如需要,这些绑定甚至可以用自定义属性覆盖;此案例在Sprite Render的Position Binding上使用RenderOffset替代Position属性;

 

Visibility Tag

        Particles.VisibilityTag 变量关于确定渲染器,但与渲染器中的Render Visibility参数匹配时;

 

        注:如希望简单地从单个mesh渲染器内拾取给定多个mesh,只需在mesh渲染器中添加指定数量的mesh,在Initialize Particle,设置Mesh Render Array Visibility Mode(即设置MeshIndex);此可见性标记功能更适合在精灵、网格、灯光或其他渲染器之间进行选择;

 

Texture Sampling

        Texture sampling当前仅支持GPU;

 

Mesh LOD Modes

Mesh Renderer的LOD模式:

  • LODLevel,使用提供的LODLevel去渲染所有mesh粒子;
  • LODBias,使用最高LOD+LODBias以渲染所有mesh粒子;
  • By Component Bounds,基于组件边界的屏幕尺寸计算LODLevel,所有粒子使用相同级别;
  • Per Particle,使用粒子位置和mesh球边界计算LODLevel,针对每粒子计算级别;

 

    PlayAudioExample

    当前从粒子播放音频仅限于CPU;

    Play Audio

    在指定位置播放一次音频,有多种播放模式:Direct Set、Random、On Death;

     ​​​​​​​

    Play Persistent Audio 

            在指定位置生成音频效果,并返回一个句柄以控制效果;当条件为假或重置发射器时,声音停止;

     ​​​​​​​

    Exporting Particle Data to Blueprint

            GPU粒子数据导出是通过从GPU内存中回读来执行的,存在不可预测的延迟,延迟帧数不固定,通常为1-2帧;

    • 回读性能受回读缓冲区大小的限制,建议采用GPU固定大小分配;

    Niagara系统

    • 创建Object类型的用户参数,指定将使用的蓝图;
    • 添加Export Particle Data to Blueprint,指定导出的数据;

     

    蓝图

    • 添加Niagara组件,指定设置好的Niagara;
    • 添加蓝图接口Niagara Particle Callback Handler,以接收粒子数据;
      • 接口函数Event Receive Paticle Data;

    RendererWithNoParticles

           Sprite和 Mesh渲染器Source Mode可设置为"Emitter",渲染器会创建单个sprite/mesh,由发射器脚本驱动而不是粒子脚本驱动;这是一种优化,只需一个小精灵渲染器,执行了最小的粒子脚本逻辑,如效果中心的单个光晕;

    • 此时所有Bindings都将是Emitter命名空间而不是Particle命名空间;
    • 粒子的生命周期将由Emitter State的生命周期控制;

     

    Mesh Orientation vs. Rotational Force

            Initial Mesh Orientation / Update Mesh Orientation 直接设置方向值,会创建恒定的旋转速率,与mesh粒子的大小或质量无关;这是一种廉价的方法,使用户可根据粒子年龄或其他指标直接控制旋转;
            Mesh Rotational Force 是一种基于力的旋转系统,更物理的旋转方法;与Drag结合在一起使用,其中质量和旋转惯性旋转是因素;如在Particle Spawn内使用此模块,需在添加Apply Initial Forces模块,以将旋转力应用到旋转速度上;如需考虑mess,可直接使用Add Rotational Velocity 模块;


    其他案例

    Beam Effect

    Emitter Update

    • Beam Emitter Setup,设置起始点、终点及切线;

    Particle Spawn

    • Spawn Beam,沿着起始点路径放置粒子,不会每帧重新计算起始点;
    • Beam Width,设置条带宽度,RibbonLinkOrder标准化的粒子顺序(0-1);

    Particle Update

    • Update Beam,沿着起始点路径放置粒子,会每帧重新计算起始点;

    Render

    • Ribbon Renderer,条带渲染器,Curve Tension曲线张力;

    Beam Emitter Setup模块的Beam End设置

    • 点击Beam End右侧的下拉箭头,选择New Dynamic Scratch Input;
    • 在打开的scratch pad图表内,点击Map Set的(+)选择Actor Component Interface(访问actor或组件信息),设置并输出位置;
    • 在Actor Component Interface参数右侧的下拉箭头,选择Read from new User paramete;

     

      附着闪电

              随机获取Skeletal Mesh点位置,作为闪电的起始点;可另创建闪电材质以增强效果;

       

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      主要记录了工作之余胡乱学习的知识,大部分是入门级别的内容。 主要是为了自己未来有用到时能快速上手,相当于是个备忘录。 当然,也很开心其他人可以从中找到对自己有用的信息。^_^ 3380
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