作业八

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#3d游戏

作业八

要求
代码部分
材质和效果
效果展示

要求

本次作业基本要求是三选一

简单粒子制作

按参考资源要求，制作一个粒子系统，参考资源

使用 3.3 节介绍，用代码控制使之在不同场景下效果不一样
完善官方的“汽车尾气”模拟

使用官方资源资源 Vehicle 的 car，使用 Smoke 粒子系统模拟启动发动、运行、故障等场景效果
参考 http://i-remember.fr/en 这类网站，使用粒子流编程控制制作一些效果，如“粒子光环”

本次作业，我们选择第三个题目进行完成。

代码部分

我们要首先定义一个新的结构CirclePosition，用以记录每个粒子的当前半径、角度和时间，其中时间是做游离运动需要的

public class CirclePosition
{
    public float radius = 0f, angle = 0f, time = 0f;

    public CirclePosition(float radius, float angle, float time)
    {
        this.radius = radius;
        this.angle = angle;
        this.time = time;
    }
}

然后我们需要预设粒子系统和粒子活动的一些系数，包括粒子的数量、大小、半径、旋转方向等等变量，并使用我们之前定义好的CirclePosition保存每个粒子对应的属性：

public int count = 10000;                                               // number of particles
public bool clockwise = true;                                           // towards
public float size = 0.03f;                                              // size of particles
public float minRadius = 5.0f;                                          // min radius
public float maxRadius = 12.0f;                                         // max radius
public float speed = 2f;                                                // speed
public float maxRadiusChange = 0.02f;                                   // range
private NormalDistribution normalGenerator = new NormalDistribution();  // generator
public Color startColor = Color.blue;                                   // color

执行初始化设置，粒子活动由编程控制，我们将粒子各个属性进行预设，包括初始速度设置成0，设置初始大小、最大粒子数量等等：

void Start()
{
    particleArr = new ParticleSystem.Particle[count];
    circle = new CirclePosition[count];

    particleSys = this.GetComponent<ParticleSystem>();
    var main = particleSys.main;
    main.startSpeed = 0;
    main.startSize = size;          
    main.loop = false;
    main.maxParticles = count;      
    particleSys.Emit(count);             
    particleSys.GetParticles(particleArr);

    RandomlySpread();                   // init position 
}

在RandomlySpread函数中，我们将所有的粒子随机分布在圆圈轨道上，这里要使用极坐标法生成符合高斯分布的伪随机数，所以我们先定义一个NormalDistribution的类：

public class NormalDistribution
{
    // The polar method
    private bool _hasDeviate;
    private double _storedDeviate;
    private readonly Random _random;

    public NormalDistribution(Random random = null)
    {
        _random = random ?? new Random();
    }

    public double NextGaussian(double mu = 0, double sigma = 1)
    {
        if (sigma <= 0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException("sigma", "Must be greater than zero.");

        if (_hasDeviate)
        {
            _hasDeviate = false;
            return _storedDeviate * sigma + mu;
        }

        double v1, v2, rSquared;
        do
        {
            v1 = 2 * _random.NextDouble() - 1;          // two random values between -1.0 and 1.0
            v2 = 2 * _random.NextDouble() - 1;
            rSquared = v1 * v1 + v2 * v2;
        } while (rSquared >= 1 || rSquared == 0);       // ensure within the unit circle

        var polar = Math.Sqrt(-2 * Math.Log(rSquared) / rSquared);  // calculate polar tranformation for each deviate
        _storedDeviate = v2 * polar;
        _hasDeviate = true;
        return v1 * polar * sigma + mu;
    }
}

使用刚才的类，利用高斯分布生成半径，均值为midRadius，标准差为0.7

float midRadius = (maxRadius + minRadius) / 2;
float radius = (float)normalGenerator.NextGaussian(midRadius, 0.7);

其他的参数我们也利用随机数的方式进行生成：

float angle = Random.Range(0.0f, 360.0f);
float theta = angle / 180 * Mathf.PI;
float time = Random.Range(0.0f, 360.0f);
float radiusChange = Random.Range(0.0f, maxRadiusChange);

材质和效果

设置好代码之后，我们还需要添加一些初始的颜色，形状等属性

粒子光圈的参数设置

主要是设置粒子多少、大小、初始颜色等刚才我们写成public的属性值：
然后针对粒子系统面板的属性进行设置：

粒子的发射设置：

粒子的形状设置：

粒子的渲染设置：

最后，我们还需要调整摄像机的属性，为了能够清楚地看到粒子效果，我们需要将摄影机模式改成Solid Color并调整背景颜色为黑色，适当调整Y值和旋转之后，如下所示：