Unity学习笔记（4）-----粒子效果的实现

Unity学习笔记（4）—–粒子效果的实现

一.效果展示

下面用若干张张动图展示效果：

大概就是这样，并不是很难。 实际效果要比图中的好一点（顺畅得多）。

实现步骤

大致可以分为如下几个步骤，然后逐个实现就可以了：

1. 生产粒子
2. 设置粒子初始属性（位置， 颜色， 速度等）
3. 控制粒子旋转
4. 改变粒子颜色

5. 让颜色均匀旋转

   下面分步骤说明。

1.生产粒子

首先我们需要一个ParticleSystem的组件来管理这个粒子系统。 再让组件附着在一个空对象上即可。结构如图：

如图中那样， 我们在这个含有particle System的对象上挂载脚本， 准备对这个粒子系统进行控制。

在写脚本之前， 先对Particle System 进行一些必要的设置， 这样可以在测试脚本的时候看起来更舒服 ：）， 如图：

嘛， 由于我们都是代码控制， 下面的属性几乎都可以不勾选， renderer除外。 记得给renderer设置一个好看的Material啊 : )

这些都是为粒子能够正常产生做准备。 这些做好后， 就可以开始写脚本控制了， 产生粒子的相关代码如下：(只是产生的话， 超简单！）

using UnityEngine;
using System.Collections;
public class ParticleSea : MonoBehaviour {

    public ParticleSystem particleSystem;
    private ParticleSystem.Particle[] particlesArray;
    public int seaResolution = 25;
    void Start() {
        particlesArray = new ParticleSystem.Particle[seaResolution * seaResolution];
        particleSystem.maxParticles = seaResolution * seaResolution;
        particleSystem.Emit(seaResolution * seaResolution);
        particleSystem.GetParticles(particlesArray);
    }
}

这些变量的含义：

particle System： 用来得到这个Object的particle System（在Inspector中记得把当前的Particle System 拖给脚本变量）
particlesArray： 用来存放粒子系统所产生的粒子的数组。
seaResolution： 粒子海洋的长度（实际粒子数是这个数的平方）。

Ps : 之所以不改为直接用粒子数表示有两个原因：

1. 之前我参考的教程的粒子实现时用的这个， 我写这个的时候因为懒直接在那个的基础上做了 ~。~
2. 事实上写完想改的时候发现这样可以给粒子简单的分层。有一定的可拓展性（好吧其实没有什么用）

In all, 这样做之后创建过程就完成了。

2.设置粒子初始属性

首先考虑我们需要粒子的哪些属性：

1. 粒子速度 speed
2. 粒子旋转的半径 radius
3. 粒子当前旋转角度 angle

ps：粒子位置是可以通过 radius 和 angle 确定的。

考虑到这些， 创建一个类用于表示粒子的属性是个看起来不错的选择。代码如图：

public class particleSettings{
    public float angle { get; set; }
    public float radius{ get; set;}
    public float speed { get; set; }
    public particleSettings(float r) {
        this.radius = r;
        this.angle = Random.value * 2 * Mathf.PI;
        this.speed = Random.value * Mathf.Sqrt(radius);
    }
    public Vector3 getPosition() {
        return radius * new Vector3 (Mathf.Cos(angle), 0, Mathf.Sin(angle));
    }
    public void rotate() {
        this.angle += Time.deltaTime * speed / 10;
        if (this.angle > 2 * Mathf.PI)
            this.angle -= 2 * Mathf.PI;
        this.radius += Random.value * 0.2f - 0.1f;
        if (this.radius > ParticleSea.MaxRadius)
            this.radius = ParticleSea.MaxRadius;
        if (this.radius < ParticleSea.MinRadius)
            this.radius = ParticleSea.MinRadius;
    }
}

方法getPosition就是根据radius和angle计算当前位置， 而rotate则是计算经过一帧的rotate后，该粒子的新参数。这里设置了一个MaxRadius和MinRadius， 是保证粒子的活动范围在一个圆环内。

很明显这样写之后， 我们的主类代码要发生相应变化， 如下：

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class particleSettings{
    public float angle { get; set; }
    public float radius{ get; set;}
    public float speed { get; set; }
    public particleSettings(float r) {
        this.radius = r;
        this.angle = Random.value * 2 * Mathf.PI;
        this.speed = Random.value * Mathf.Sqrt(radius);
    }
    public Vector3 getPosition() {
        return radius * new Vector3 (Mathf.Cos(angle), 0, Mathf.Sin(angle));
    }
    public void rotate() {
        this.angle += Time.deltaTime * speed / 10;
        if (this.angle > 2 * Mathf.PI)
            this.angle -= 2 * Mathf.PI;
        this.radius += Random.value * 0.2f - 0.1f;
        if (this.radius > ParticleSea.MaxRadius)
            this.radius = ParticleSea.MaxRadius;
        if (this.radius < ParticleSea.MinRadius)
            this.radius = ParticleSea.MinRadius;
    }
}

public class ParticleSea : MonoBehaviour {

    public ParticleSystem particleSystem;
    private ParticleSystem.Particle[] particlesArray;
    private particleSettings[] psetting;
    public int seaResolution = 25;
    public static float MaxRadius = 120f;
    public static float MinRadius = 50f;
    public float radius = 100.0f;
    public Gradient colorGradient;

    void Start() {
        particlesArray = new ParticleSystem.Particle[seaResolution * seaResolution];
        psetting = new particleSettings[seaResolution * seaResolution];
        particleSystem.maxParticles = seaResolution * seaResolution;
        particleSystem.Emit(seaResolution * seaResolution);
        particleSystem.GetParticles(particlesArray);
        setInitialPosition ();

    }
    void Update() {
        RotateParticles ();
        changeColor ();
        particleSystem.SetParticles(particlesArray, particlesArray.Length);
    }
}

这里我将整个代码结构贴出了。后续步骤就是对这个结构中功能函数实现。那么开始实现的第一步： 设置初始粒子的属性。这里对应代码中的 setInitialPosition () 函数
很明显， 我们只要把particleSetting按照写好的构造函数构建出来， 直接设置其位置就可以了。
函数实现如下：

    void setInitialPosition () {
        for (int i = 0; i < seaResolution; i++) {
            for (int j = 0; j < seaResolution; j++) {
                psetting[i * seaResolution + j] = new particleSettings(radius);
                particlesArray [i * seaResolution + j].position = psetting[i * seaResolution + j].getPosition();
            }
        }
        particleSystem.SetParticles(particlesArray, particlesArray.Length);
    }

ps: 在对数组中粒子修改之后记得要set到Particle System 中去 ：）

第二步也就完成了。

3.控制粒子旋转

这一步就是补充上面代码中的 RotateParticles() 函数。
因为之前在particleSettings类中， 我们已经写好这个方法， 所以直接用就可以了。
代码如下：

    void RotateParticles () {
        for (int i = 0; i < seaResolution; i++) {
            for (int j = 0; j < seaResolution; j++) {
                psetting [i * seaResolution + j].rotate ();
                particlesArray [i * seaResolution + j].position = psetting [i * seaResolution + j].getPosition ();
            }
        }
    }

第三步也就完成了：） 做到这里差不多可以看一下效果了， 把update中的changeColor()先注释掉， 运行。

大概是这样的效果：

下面是加特效时间hh。

4.改变粒子颜色

这要用到类里面的 public Gradient colorGradient 这个成员。
首先到Inspector里， 看看这是个什么：

中央的这根色彩轴按照从左到右，Location值从小到大设置相应的色彩。在这里， Unity帮我们自动渐变了， 我们要做的就是设置那几个关键Location的色彩（和动画的关键帧的作用很像！）
上面那排红色箭头指的是当前Location的Alpha值（透明度）， 下面黑色箭头是设置该Location的颜色。
在轴的上方或下方， 右键， 可以自行添加关键位置。（Alpha和Color可以分开设置关键位置）
做好了自己的调色板之后，点下方的“New”可以保存。

然后我们要做的， 就是写代码控制Gradient的行为就可以了。
主要通过 colorGradient.Evaluate(float)来得到相应的调色板的颜色。
先写这样的代码试试看颜色效果：

    void changeColor () {
        for (int i = 0; i < seaResolution; i++) {
            for (int j = 0; j < seaResolution; j++) {
                particlesArray [i * seaResolution + j].color = colorGradient.Evaluate (Random.value);
            }
        }
    }

如果， 之前的Gradient用的和我上面图中一样的话 大致应该是这样的效果：

黄色是红和绿混合的结果~ 这图让我想到显像管电视机…
接下来继续加特效~

5.让颜色均匀旋转

其实这步就是对刚才的changeColor ()函数改造就行了， 很明显 这样直接Random效果 不会很好.
这里其实就是让填入Evaluate的值， 显然一定和angle相关， 但是又不仅和Angle相关。 如果仅仅和angle相关， 那么其实是得到一圈固定的颜色， 而不能旋转。
我的做法是， 加入一个时间变量， 和angle值共同决定value。 一行代码胜千言：

    void changeColor () {
        for (int i = 0; i < seaResolution; i++) {
            for (int j = 0; j < seaResolution; j++) {
                float value = (Time.realtimeSinceStartup - Mathf.Floor (Time.realtimeSinceStartup));
                value+= psetting [i * seaResolution + j].angle / 2 / Mathf.PI;
                while (value > 1)
                    value--;
                particlesArray[i * seaResolution + j].color = colorGradient.Evaluate(value);
                //particlesArray [i * seaResolution + j].color = colorGradient.Evaluate (Random.value);
            }
        }
    }

至此效果就都有了~ 如果调色板用的是上面那个Red-Green-Red, 那么效果如下：

通过Alpha值的组合， 可以产生更多的炫酷效果~ 例如只设置Alpha不改color， 两端alpha设置为255， 中间设置为0， 可以看到明显的明暗相间效果：)

最后填个坑，关于拓展性的问题。

事实上 seaResolution 相当于对粒子进行分层了， 但是简单的直接设置为粒子数然后之后用求余方法好像是等效的orz… 就简单举一个例子吧：
重写这个方法如下：

    void RotateParticles () {
        for (int i = 0; i < seaResolution; i++) {
            for (int j = 0; j < seaResolution; j++) {
                if(Random.Range(0, seaResolution) < 2 * i) psetting [i * seaResolution + j].rotate ();
                particlesArray [i * seaResolution + j].position = psetting [i * seaResolution + j].getPosition ();
            }
        }
    }  

比起之前加了个对i的判断，进一步操作罢了。 实用性不强。 估计还是要改成直接用粒子数好一点…

不过， 把刚才做好的这个做成prefab， 然后多弄几个到画面中来， 感觉还是挺棒的（只要修改radius和seaResolution值就好）， 如下：

还是那句话： 真实效果更好看， 更流畅…

到这之后，然后大家就可以随意发挥了，自己设置好看的调色板， 应该效果还会更好一点。

The End.