Building Worlds In Unreal 学习笔记——番外1：自制交互水面

Posted 2023-02-28 清清！

Building Worlds In Unreal 学习笔记——番外1：动态的水

• 1 距离场设置与测试
• 2 原理：根据距离场扭曲UV采样
• 3 实现
• 4 一些应用反馈

上网冲浪过程中，发现了戴老师写的关于动态液体的材质，于是也学习一手，添加到Ben佬的这个水的材质中来

做这个的思路和原理在戴老师的文章里写的很好了

我就在这里记录下我对于自己这个工程做的小调整

1 距离场设置与测试

首先打开计算距离场（打开后需要重启）

建立一个材质测试下

把材质给一个平面，显示DistanceToNearestSurface这个距离场节点的效果

还会用到一个显示相交位置法线的节点

2 原理：根据距离场扭曲UV采样

这里借用戴老师的图

原本水流是正常朝着一个方向流的

如果产生交互那么水流就会绕着物体表面流

这个绕是怎么个绕法呢，大致流向可以推测是沿着法线方向外扩

随着离开球的距离越来越远，水流流向的改变效果越来越弱。足够远之后，原本的流向完全不再改变。

3 实现

根据原理和戴老师的文章，连了这么一个材质函数

大意就是，得到物体周围某个限定范围内的一圈，带法线方向的，根据1→0渐变的，一个mask
为了让这个mask在什么方位都可以用，记得回到切线空间投影

然后原始的UV减去这层mask，得到UV坐标向外扩的效果，然后加上方向向量，就可以得到拖尾效果

把这个函数放到在小场景的练习里用的水材质上

• 这里回去修改了一下flowmap的函数，因为发现调整方向的时候u，扰动拖尾方向和水流方向不一样（原本没有这个乘以-1）
  如果没有乘以-1的话，得到的效果和自己输入的flowmap想要的方向是相反的
  举例来说，原本没有乘以-1，U是正数，采样坐标往U方向增加，显示来看是整个图向着-U方向在运动
  所以乘了-1以后，变成采样坐标往-U方向增加，显示来看是整个图向着U方向在运动，就和做扰动里的拖尾方向一致了

调调参数得到效果
拿一块平面来测试

放到场景里试试

可以看到大致实现了扭曲的效果

4 一些应用反馈

以下是一些应用这个方法后的碎碎念

• 距离场距离场，终究是在算距离来模拟
  在我们这个小场景中，几何体太多了，距离场的数据会起伏比较小，因而在场景里的扭曲效果很不明显
  我们的场景是个浅浅的河，河底有很多小石头也会被纳入河面距离场的计算，从而音响效果
  我们其实主要是希望河上的木头和大石块发生水流扰动拖尾
  这个方法感觉方便用于那种 水面上东西不多 以及 有较深较平的水底 的水面
• 以及对于从水面外移动到水面的物体来说，因为距离场的计算，会出现还没接触水面，水面就开始扭曲的效果
  这个方法对于不离开水面，一直在水面上的物体，还是不会看出bug的
• 以及对于往外推法线的那个参数，还是不要调的太大，对扭曲UV调的过大，就会出现类似双螺旋的情况，就很假了