Niagara—— 发射器常见Module

Emitter Update

Spawn Particles in Grid

        基于用户定义的网格精度设置来生成粒子，与 Grid Location 一起使用；

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Particle Spawn

 Grid Location

        基于Spawn Particles in Grid生成的粒子，将该粒子均匀的分布在网格上；

        模块输出变量 Normalized Array Location 可用于 Sample Texture 模块采样；

Initial Mesh Orientation

        设置Mesh初始方向，即设置属性MeshOrientation；这与Rotational Force/Velocity模块不同，后者建立了一种更基于物理的旋转方法，旋转力需一个额外的求解器，使其成本更高；

对Mesh进行旋转：

对mesh进行定向：

• Random 随机方向

• System 系统本身实例的旋转方向

• Orient to Vector 定向到指定矢量
  • Orientation，通过将Mesh的轴对齐到指定的方向；
    • Orientation Vector 指定的方向；
    • Mesh Axis To Orient 指定哪个轴对象到指定的方向；

• Orient to Matrix 定向到指定矩阵

• Orient to Quaternion 定向到指定四元数

Calculate Size and Rotational Inertia by Mass

        根据设定的质量和密度，计算Particles.Scale或Particles.SpriteSize和旋转惯性Particles.RotationalInertia；

不勾选Calculate Mesh Scale，针对的是Sprite的Particles.SpriteSize；

勾选Calculate Mesh Scale，针对的是Mesh的Particles.Scale；

Initialize Mesh Reproduction Sprite

        在Skeletal Mesh表面生成粒子，且粒子大小参考三角面面积，朝向对齐法线；

        该模块首先在Skeletal Mesh上选择一个随机坐标位置，然后使用选择的三角面，计算一个理想的SpriteSize，UVscale、Spritealignment；为正确的将粒子对齐到mesh表面，应设置Custom Alignment、Custom Facing Vector；

        如Mesh没有动画，可勾选"Overwrite Intrinsic Variables"，设置所有粒子系统固有参数（Position、Velocity等）；如要更新，则不应选中该复选框，应在粒子更新阶段添加"update mesh repropduction sprite"模块；

        在材质内，使用"Niagara_MeshReproductionSpriteUVs"去采样Mesh的UV；

注：这些模块假定Skeletal Mesh的uvs是正方形的，并且没有在一个轴上压缩；

Move to Nearest Distance Field Surface GPU

        将粒子移动到最近距离场的表面，仅适用于GPU且项目已开启Generate Mesh Distance Fields；

• Vector To Nearest Surface Normal，表示粒子指向表面的单位向量；

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Particle Update

Find Kinetic and Potential Energy 

        求动能和势能，重映射总能量默认是0~1；

• Kinetic Energy = len(v)^2*mass*0.5
• Total Energy = Kinetic Energy + Potential Energy

Update Mesh Orientation

        随时间更新Mesh方向，即直接设置属性MeshOrientation；这与Rotational Force/Velocity模块不同，后者建立了一种更基于物理的旋转方法，旋转力需一个额外的求解器，使其成本更高；

Rotation Rate 旋转率

Orient To Vector(s)

Orient to Position

Sprite Facing and Alignment

        无论模拟坐标空间如何，Particles.SpriteFacing和Particles.SpriteAlignment均为世界空间向量；

Rotate Around Point

        围绕指定点旋转；

IncrementingCounter += Rate*DeltaTime；
Position = RotationCenter + Radius * Normalize(Cos(IncrementingCounter + Phase) * XAxis + Sin(IncrementingCounter + Phase) * YAxis) 

Collision

GPU

• GPU Depth Buffer，与任何不透明的on-screen表面碰撞；
• GPU Distance Fields，非常高效且合理稳定，但仅与足以被低精度距离场捕获的厚度表面碰撞；需已经有距离场的对象，且已在项目设置中激活Generate Mesh Distance；
• Analytical Planes，是用户定义的无限平面，是最经济便宜的选项；

CPU

• Ray Traced，非常昂贵，每个粒子通过沿其规矩进行光线追踪的方式查找附近的碰撞表面，使用"WorldDynamic"追踪通道；可读取场景的物理材质特性，如摩擦力和弹性系数；
• Analytical Planes，是用户定义的无限平面，是最经济便宜的选项；

Collision Radius 每帧计算碰撞半径

• Sprite，利用Particles.SpriteSize计算碰撞半径；Mesh，使用用户定义的mesh尺寸向量和Particles.Scale变量计算碰撞半径；Custom，直接输入半径值；
• Bounds，中心到边角的长度；Maximum Axis，最长轴长度/2；Minimum Axis，最短轴长度/2；

Bounce

• Restitution，控制粒子的反弹系数，1保持所有能量；
• Restitution Cofficient Blending，碰撞对象的物理材质反弹系数与粒子反弹系数如何融合；

Friction

• Simple Friction，简单摩擦，较少的控制摩擦参数，大多数情况下已足够用；
• CPU Friction Blending，碰撞对象的摩擦系数与粒子摩擦系数如何融合；
• Friction During a Bounce，在碰撞的瞬间对物体施加的摩擦系数；

Static Mesh Location

在指定的Static Mesh位置生成粒子；

Sample Texture

       目前仅支持GPU模拟； 在指定的UV位置采样纹理，并返回颜色；

Mesh Rotational Force

        根据作用在yaw、pitch、roll轴上力的大小添加旋转力，并累加到Transient.PhysicsRotationForce；注意，这是一种基于物理的旋转力，会考虑mass/drag/inertia，会要额外要求旋转解算，比直接设置方向要昂贵的多，不同质量的粒子会对旋转力产生不同反应；

Fade Over Time

        如目标值随时间增加使用目标值，如随时间减少会衰减该值；会输出Particles.FadOverTime.CurrentValue，此值可用于控制其他参数，如材质颜色等；

• 当目标值 >= 当前值时，使用目标值；
• 当目标值 < 当前值时，随时间降低当前值；

//Initialize the fader value
if IsFirstFrame
    CurrentValue = TargetValue
else
    CurrentValue = CurrentValue

//Fade the value
if Use Min Delta
    Bool = TargetValue>=CurrentValue and (TargetValue-CurrentValue)>=MinValueDifference
else 
    Bool = TargetValue>=CurrentValue

if Bool
    TempVal = Max(TargetValue,CurrentValue)
else
    if Linear
        TempVal = CurrentValue-FadeRate*DeltaTime
    if Percentage
        TempVal = Max(FadeRate*(CurrentValue-MinValue),MinStepSize)*DeltaTime
        TempVal = CurrentValue-TempVal
TempVal = Max(TempVal,MinValue)

if Active
    CurrentValue = TempVal
else
    CurrentValue = CurrentValue

Update Mesh Reproduction Sprite

         更新在Skeletal Mesh表面生成的粒子属性，包括Position，Velocity等；与Initialize Mesh Reproduction Sprite模块配合使用；

 

Lerp Particle Attributes

        对粒子属性插值；SpriteFacing默认是（0，0，1）；

Calculate Accurate Velocity

        从先前位置和现在位置计算精确的速度；对于改变了解算器预期的位置时是有用的‘；

Ray Trace Distance Field GPU

        光线追踪距离场（球型追踪），沿光线迭代采样全局距离场以查找isosurface；

 

Avoid Cone

        避开锥体，一样使粒子偏离聚光灯或锥形区域，约束条件避免粒子穿透临近表面（沿物体表面，即将速度投射到表面）；

Time Based State Machine

        表示粒子的状态是开（1）还是关（0）；

• On Duration，从0到指定数值的持续时间；
• Off Duration，从0到指定数值的持续时间；
• On Off Percentage，先是1~0持续时间（Lerp Time To Off），在是0~1持续时间（Lerp Time To On）；
  • Lerp Time To Off/On，可以是0，这样就是0和1之间切换；

 

Interpolate Over Time

        以用户定义的速率，随时间向目标值插值过渡；

 

Pendulum Setup

        钟摆设置，非物理正确的钟摆约束，能很好地与力相互作用，如Gravity/ Acceleration/drag；原理即在解算完力和速度后，在方向上（粒子到Pendulum Pivot）仍保持指定的钟摆长度（粒子位置到Pendulum Pivot的距离），并更新速度；

• 不超过Pendulum Length时，无影响不约束，但勾选Rigid Pendulum时，无论超过不超过均约束到该长度；
• 超过Pendulum Length时，将粒子直接约束到该长度；

Pendulum Constraint

        应用Pendulum Setup模块的设置，应放置在Solve Forces and Velocity后；