UE4-基于顶点偏移制作拉扯效果

基于顶点偏移制作拉扯效果

材质方面的节点图（全览）

效果：

关键节点：

Absolute World Position 该节点输出 对象（已经赋予了材质）的像素在世界坐标的三维位置，XYZ对应RGB。获取的是赋予此材质的物体的每一个像素。

Distance 该表达式计算两个点/颜色/位置/向量并输出所得到的值之间的距离。适用于一个，两个，三个和四个分量矢量，但是表达式的两个输入必须具有相同数量的通道。
Subtract 减法，通道逐项减法运算，同样，保持相同数量的通道。

Append 翻译为附加，则可以理解为组合，连接多个值组合成一个新的值。是A+B的串联。

原理：

主要依靠算法来进行实现，涉及初中及高中基础数学知识。
利用Absolute World Position节点获取所要使用的物体的各个顶点位置信息，可以理解为一个点云，物体由点组成。之后利用一个三通道值作为中心点，然后计算每一个顶点距离该中心点的距离，并且添加判断，超出一定范围则不触发效果。之后利用材质参数集或蓝图里的dynamic material来进行传参，规定顶点偏移的终点位置，即小球所在位置。

（材质部分）实现步骤：

首先使用Absolute World Position节点与自定义的Center节点获取定点位置与中心位置，但同时，需要利用空间思维将该三维坐标投射在只有RG通道的平面上，利用Distance节点算出两点在RG平面上的距离。

我们先算出一个圆锥，之后再做变体。此处，可以利用相似三角形的比例相等来进行计算。
依据图示可以算出h = H*L/R ，这即是在范围内每个像素点应提高的位置。


由此我们可以得出h点的信息，由于Absolute World Position节点是逐个计算，因此圆锥到此已经可以制作出来，但无法控制。因此添加新的三通道节点，提取其B值，即Z轴方向的值，进行Append，但注意，Append节点的结合是根据输入的值进行组合，即1+1不等于2，而是1,1。因此，生成圆锥必须要Append一个两通道的0,0，即在0，0的位置上组合上一个B值就是Z轴值。


总体的思路中Z轴方向的偏移已经做好，接下来则是进行X轴与Y轴的偏移。
其实X与Y轴可以看做同一个操作，只不过是所需要提取的数据不同而已。思路一致。
为了使拉扯效果在世界坐标中任意位置都可以正常进行，我们必须理解清楚什么是相对坐标，什么是世界坐标。

• 世界坐标：相对于整个世界的坐标
• 相对坐标是相对于组件父级的坐标

因此，由于Absolute World Position节点是获取的世界坐标，因此在计算目标点对于中心点位置时，必须考虑到是世界坐标。首先我们将Center的R值和G值分别提取出来。与目标点的R、G值进行相减。获取世界坐标下P点的偏移值，之后继续进行相似三角形比例相等的运算，可以得出X,Y的偏移值。然后利用Append进行X,Y的组合，生成（X,Y）坐标。然后与之前算出来的高度即Z轴进行组合，获得实际偏移点（X,Y,Z）。

判断就很简单了
添加if节点，利用之前设置的半径R，作为B值，Absolute World Position节点与Center节点算出的距离作为A值，当A≥B时，输出0，即黑色，否则为1，白色。然后添加Lerp节点，利用判断控制Alpha值，Alpha为黑时输出0，即平面，为1时则输出B值即算出来的偏移点值。

对颜色的判断则是利用高度信息进行判断，利用Absolute World Position节点获取模型的每一个点，进行判断，高于一定值的则输出某色，反之一样。

（蓝图部分）制作步骤：

材质部分之后，将进行蓝图部分的制作。该蓝图为所要赋予模型的蓝图，结构脚本中创建动态材质实例，即Create Dynamic Material Instance，并将返回值提升为变量，以作后用。

制作射线检测，非常简单就不赘述。

值得注意的是，此处我们获取了击中点的位置坐标。以便传输到我们的材质变量中。

创建一个小球的变量，用于获取小球的位置。

将此处设置为要获取位置信息的小球。

此处的Do once是为了不让每次射线击中时都把位置信息传递给Center进行更新，否则会出现圆锥体跟随小球滑动的现象。此处小球检测功能所传出来的PositionX与Y即击中位置的信息，将它传递给材质中Center的R,G。

之后进行调用，并进行判断，获取小球位置，与Center的距离，如果大于200，则执行Flase，小于等于200执行True。

这部分是True。直接利用小球位置进行NowPosition信息的更新即可。

此处为Flase。则是利用Lerp节点对于偏移后的结果进行回弹动画，Timeline只需要控制0-1的值即可。Lerp的XY值则为之前击中点获取的X,Y值，保持不变，因为要从偏移起始点弹回，因此X,Y值是不动的，动的是Z轴值。此处Z设置0.00001则是为了保证Z不为零，经验证可知，Z=0模型会出错，会消失掉。之后利用这些节点进行动画控制，传参进入NowPosition。

并进行Reset事件的触发，意为整个动画结束，可以进行下一次击中事件的动画。不会出现动画重叠的情况。

总结

制作该效果可以该数学方法进行搭建，优点是所有位置都可控，都可以利用数学公式进行变形，效果因思维而异。计算量不大，但需要一定的空间思维。
学习到了数学思维在UE4之中的运用方法，对于之后的材质制作不再停留在视觉效果上，而是多了很多功能性的展望上。为之后的学习与制作过程开阔了视野。