详解Unity中的粒子系统Particle System

Posted 2023-03-30 梦小天幼

前言

本篇来讲一讲Collision和Triggers模块，这两个模块主要用于粒子系统与物理世界的交互，一个是碰撞器，另一个是触发器。有了这两个模块我们又可以做出更炫酷的粒子效果啦！

目录

• • 前言
  • • 本系列提要
  • 一、Collision
  • • 1.Planes
    • 2.World
    • • Collision Quality测试
      • Collider Force测试
  • 二、Triggers
  • • 1.Colliders
    • 2.触发事件
    • 3.API调用案例
    • 4.其他参数
  • 三、总结和参考资料
  • • 1.总结
    • 2.参考资料

本系列提要

Unity粒子系统专题博客共分成十二篇来讲解： 【本篇为第五篇】

• 第一篇（点击直达）：粒子系统概述
• 第二篇（点击直达）：主模块
• 第三篇（点击直达）：Emission、Shape模块
• 第四篇（点击直达）：Renderer、Custom Data模块
• 第五篇（点击直达）：Noise模块
• 第六篇（点击直达）：生命周期相关模块
• 第七篇（点击直达）：Collision、Triggers模块
• 第八篇（点击直达）：Inherit Velocity、Sub Emitters模块
• 第九篇（点击直达）：Texture Sheet Animation模块
• 第十篇（点击直达）：Light、Trails模块
• 第十一篇（点击直达）：粒子系统力场（Force Field）组件和External Forces模块
• 第十二篇（点击直达）：案例与应用

前排提醒：本文仅代表个人观点，以供交流学习，若有不同意见请评论留言，笔者一定好好学习，天天向上。

Unity版本[2019.4.10f1] 梦小天幼 & 禁止转载

视频讲解：
【详解Unity】粒子系统(七) | Particle System | Collision、Triggers模块讲解

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一、Collision

控制粒子如何与场景中的游戏对象发生碰撞

该模块分为两种模式，分别是Planes和World，通过这两种模式可以设置粒子是与平面碰撞还是与世界中的所有物体碰撞。

1.Planes

参数	作用
Type	碰撞模块的两种模式，Planes、World
Planes	通过获取游戏对象的Transform来沿着XZ轴生成一个无限大的平面，Y轴为其平面法向
Visualization	控制平面的可视化是网格还是平面
Scale Plane	控制平面的可视化的大小，注意：实际碰撞平面是无限大的，该选项仅供开发者在Scene窗口参考使用
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Dampen	粒子碰撞后损失的速度比例
Bounce	粒子碰撞后从表面反弹的速度比例
Lifetime Loss	粒子碰撞后损失的总生命周期比例
Min Kill Speed	碰撞后运动速度低于此速度的粒子将从系统中予以移除
Max Kill Speed	碰撞后运动速度高于此速度的粒子将从系统中予以移除
---------	--------------
Radius Scale	允许调整粒子碰撞球体的半径，使其更贴近粒子图形的可视边缘
Send Collision Messages	如果启用此属性，则可从脚本中通过 OnParticleCollision 函数检测粒子碰撞
Visualize Bounds	在 Scene 视图中将每个粒子的碰撞边界渲染为线框形状

题外话： Planes肯定要比World模式节省计算量，但Planes仅能对平面产生一个碰撞，适用于简易房间，地板等场景（注意，Planes是可叠加的，并不是只能设置一块，Planes选项下有一个“加号”按钮）

2.World

参数	作用
Type	碰撞模块的两种模式，Planes、World
Mode	碰撞模式，3D或者2D（只讲3D的情况）
---------	--------------
Dampen	粒子碰撞后损失的速度比例
Bounce	粒子碰撞后从表面反弹的速度比例
Lifetime Loss	粒子碰撞后损失的总生命周期比例
Min Kill Speed	碰撞后运动速度低于此速度的粒子将从系统中予以移除
Max Kill Speed	碰撞后运动速度高于此速度的粒子将从系统中予以移除
Radius Scale	允许调整粒子碰撞球体的半径，使其更贴近粒子图形的可视边缘
---------	--------------
Collision Quality	碰撞质量
Collision Quality - High	碰撞始终使用物理系统来检测碰撞结果。此设置是最耗费资源但也是最准确的选项
Collision Quality - Medium	对先前碰撞进行缓存，之后如果有重复则调用此部分缓存，没有再查询物理系统，此设置仅适用于从不移动的静态碰撞体
Collision Quality - Low	对先前碰撞进行缓存，之后如果有重复则调用此部分缓存，没有再查询物理系统，比Medium查询物理系统次数更低，此设置仅适用于从不移动的静态碰撞体
Collides With	选择粒子与之碰撞的层
Max Collision Shapes	粒子碰撞可包括的碰撞形状(Mesh)的个数，且地形优先；默认为256，也就是说粒子可与256个不同的Mesh碰撞，再多一个就不生效了
Enable Dynamic Collider	粒子是否响应与刚体碰撞体的碰撞
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Collider Force	粒子碰撞后，对刚体碰撞体施加作用力
Multiply By Collision Angle	向碰撞体施力时，根据粒子与碰撞体之间的碰撞角度来缩放力的强度。掠射角将比正面碰撞产生更小的力
Multiply By Particle Speed	向碰撞体施力时，根据粒子的速度来缩放力的强度。快速移动的粒子会比较慢的粒子产生更大的力
Multiply By Particle Size	向碰撞体施力时，根据粒子的大小来缩放力的强度。较大的粒子会比较小的粒子产生更大的力
---------	--------------
Send Collision Messages	如果启用此属性，则可从脚本中通过 OnParticleCollision 函数检测粒子碰撞
Visualize Bounds	在 Scene 视图中将每个粒子的碰撞边界渲染为线框形状

Collision Quality测试

图中白色方块是一个刚体碰撞体，地面是一个静态碰撞体，当为High时，粒子响应一切碰撞，当设置为Medium时，粒子忽略刚体碰撞体，仅响应静态碰撞体。

Collider Force测试

Collider Force参数设置为1000，十二个方块都是刚体碰撞体。所以粒子可以对场景世界中的刚体产生推动力。

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二、Triggers

控制粒子与场景中碰撞体的触发

1.Colliders

需要指定Colliders列表的参数，该属性用于确定粒子将与哪些碰撞体发生触发事件；可通过加号或者减号来增删碰撞体列表。

上图表示，粒子系统将与测试碰撞体和测试碰撞体(1)发生触发事件

2.触发事件

触发事件有四种，Inside\\Outside\\Enter\\Exit

Inside：粒子在碰撞体的边界内
Outside：粒子在碰撞体的边界外
Enter：粒子进入碰撞体的边界
Exit：粒子退出碰撞体的边界

每种触发事件都有对应的选项，来指定该事件如何被触发：

Callback：允许您在 OnParticleTrigger() 回调函数中访问粒子
Kill：销毁粒子；无法使用回调
Ignore：忽略粒子；无法使用回调

3.API调用案例

当你设置触发事件的方式为Callback时，就代表系统会自动调用回调函数。

你可以使用
ParticlePhysics.GetTriggerParticles(触发事件类型，返回粒子列表List)
函数来获取触发事件的粒子列表

下图，当粒子穿越预先设置的碰撞器，会触发事件，通过代码获取触发Enter和Exit事件的粒子list，然后循环迭代改变其颜色。

public class Test : MonoBehaviour

    ParticleSystem ps;

    List<ParticleSystem.Particle> enter = new List<ParticleSystem.Particle>();
    List<ParticleSystem.Particle> exit = new List<ParticleSystem.Particle>();

    void Start()
    
        //获取粒子系统组件
        ps = GetComponent<ParticleSystem>();
    

    void OnParticleTrigger()
    
        //获取触发响应事件的粒子列表，并返回给预先定义的List
        int numEnter = ps.GetTriggerParticles(ParticleSystemTriggerEventType.Enter, enter);
        int numExit = ps.GetTriggerParticles(ParticleSystemTriggerEventType.Exit, exit);

        //将进入触发区的粒子变个颜色
        for (int i = 0; i < numEnter; i++)
        
            ParticleSystem.Particle p = enter[i];
            p.startColor = new Color32(255, 0, 0, 255);
            enter[i] = p;
        

        //再给变一个颜色
        for (int i = 0; i < numExit; i++)
        
            ParticleSystem.Particle p = exit[i];
            p.startColor = new Color32(0, 255, 0, 255);
            exit[i] = p;
        

        //将修改后的粒子重新分配回粒子系统
        ps.SetTriggerParticles(ParticleSystemTriggerEventType.Enter, enter);
        ps.SetTriggerParticles(ParticleSystemTriggerEventType.Exit, exit);
    

4.其他参数

Radius Scale 调整粒子碰撞体边界，默认为1。
Visualize Bounds 在 Scene 视图中将每个粒子的碰撞边界渲染为线框形状

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三、总结和参考资料

1.总结

无总结

2.参考资料

[1].Unity官方.官方手册-粒子系统-Collision
[2].Unity官方.官方手册-粒子系统-Triggers
[3].梦小天幼.详解Unity中的刚体和碰撞体组件