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Unity引擎在UI上渲染粒子播放

  大家好,我是阿赵。
  在UI上面显示粒子特效,如果把粒子系统直接拖到Canvas里面,会存在很多问题,比如层级问题、裁剪问题等。这里分享一种用MaskableGraphic和UIVertex来显示粒子特效的方法。

一、 MaskableGraphic和UIVertex简单显示原理

1、简单例子

  在介绍MaskableGraphic和UIVertex是什么之前,先来运行一段代码:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;[RequireComponent(typeof(CanvasRenderer))][RequireComponent(typeof(RectTransform))]
public class UIVertexTest : MaskableGraphic
{
    private UIVertex[] _quad = new UIVertex[4];

    // Start is called before the first frame update
    private new IEnumerator Start(){
        _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[0].color = Color.green;
        _quad[0].uv0 = new Vector2(0, 0);
        _quad[0].position = new Vector3(-100, 0);

        _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[1].color = Color.red;
        _quad[1].uv0 = new Vector2(0, 1);
        _quad[1].position = new Vector3(-100, 200);

        _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[2].color = Color.black;
        _quad[2].uv0 = new Vector2(1, 1);
        _quad[2].position = new Vector3(100, 200);

        _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[3].color = Color.blue;
        _quad[3].uv0 = new Vector2(1, 0);
        _quad[3].position = new Vector3(100, 0);

        yield return null;}

    // Update is called once per frame
    void Update(){}

    protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper vh){
        vh.Clear();
        vh.AddUIVertexQuad(_quad);}}

  在Canvas里面新建一个空的GameObject,然后把脚本挂上去,运行,会得到这样的结果:
在这里插入图片描述

  可以试试层叠或是用Mask做裁剪,发现都没有问题:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2、代码解释

  这里用到了几个东西,是要说明一下的:

1. MaskableGraphic

  可以留意到,上面的代码的类并不是继承MonoBehaviour,而是继承了MaskableGraphic。
  MaskableGraphic 继承自 Graphic,并通过 RectMask2D 和 Mask 实现 “可遮罩的图形”。如果觉得复杂,可以简单这么理解,继承MaskableGraphic 的类,挂在Canvas下的对象上时,  这个对象会变成一个类似Image的对象,可以在上面绘制自己想要的东西。
在这里插入图片描述

  继承了MaskableGraphic 之后,一般来说就会出现这些参数了,比如颜色、材质球、是否可以成为射线的目标、是否可遮罩等。是不是和Image很像?

2. UIVertex

  在理解UIVertex之前,要先对Vertex有所了解。一个3D模型能显示出来,最基础需要2点:
(1) 顶点,比如一个三角形需要3个顶点,顶点包括一般包括坐标、颜色、UV坐标之类的信息。
(2) 索引,为什么三个点能构成一个三角形,是因为有索引,比如三个顶点1、2、3,组成了一个  三角形,那么如果是四个顶点1、2、3、4,可以组成2个三角形,可能是1、2、3一组,1、3、4一组。
  这上面的顶点,就是Vertex了。那么UIVertex就很好理解了,它也是顶点,但只是用在UI上的顶点,更具体一点的,就是在MaskableGraphic这个“画纸”上面绘制图形的顶点。
在这里插入图片描述

  具体看一下UIVertex这个类,里面包含的参数并不多,有顶点的位置、法线方向、切线方向、颜色,还有uv0-uv3这么4组UV坐标。
  有了顶点信息,我们就可以自己绘制图形了。

3. OnPopulateMesh

  这个方法是MaskableGraphic里面的方法,我们可以通过override重写它的逻辑。这个方法调用的时机是MaskableGraphic里面的顶点发生改变时,具体一点,比如OnEnable、需要重新生成顶点、改变顶点的颜色、改变MaskableGraphic使用的材质球,之类。
  如果想在没有顶点改变的情况下也调用这个方法,可以通过调用SetAllDirty()方法,也会强制的执行OnPopulateMesh方法。
  这个例子里面,由于我只是绘制一个矩形,也不需要修改,所以我并没有调用SetAllDirty方法,也就是说,除了在一开始的时候绘制了一次矩形,后面实际上这个方法是不会再次调用,除非我手动去修改颜色和材质球。

4. VertexHelper

  作为OnPopulateMesh方法的传入参数VertexHelper是管理了当前MaskableGraphic 这张“画纸”上面的所有顶点。
在这里插入图片描述

  看一下VertexHelper所提供的方法,可以看出,我们可以对MaskableGraphic 添加点、添加三角形、添加四边形、添加整个网格、清理等操作。
  我这个例子,使用了AddUIVertexQuad方法,也就是添加一个四边形。一个四边形是由4个顶点组成2个三角形实现的。每次调用OnPopulateMesh方法的时候,需要先把VertexHelper调用Clear方法清空一下,再重新添加顶点或者三角形,不然会重复添加,越来越多。

二、 通过获取大小说明position的计算

  上面的例子比较简单,赋予了四个顶点固定的UV坐标,不同的颜色,然后position是相对于GameObject自己的坐标的相对坐标,写死了宽度是-100到100,高度是0到200,所以整个矩形是往上偏的。
  这次稍微做复杂一点点,我需要读取RectTransform里面的大小来改变四个顶点的位置,代码如下:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;[RequireComponent(typeof(CanvasRenderer))][RequireComponent(typeof(RectTransform))]
public class UIVertexTest : MaskableGraphic
{
    private UIVertex[] _quad = new UIVertex[4];
    // Start is called before the first frame update
    private new IEnumerator Start(){

        UpdateQuad();
        yield return null;}

    private void UpdateQuad(){
        Rect rect = gameObject.GetComponent<RectTransform>().rect;
        _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[0].color = Color.green;
        _quad[0].uv0 = new Vector2(0, 0);
        _quad[0].position = new Vector3(rect.center.x - rect.width / 2, rect.center.y - rect.height / 2, 0);

        _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[1].color = Color.red;
        _quad[1].uv0 = new Vector2(0, 1);
        _quad[1].position = new Vector3(rect.center.x - rect.width / 2, rect.center.y + rect.height / 2, 0);

        _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[2].color = Color.black;
        _quad[2].uv0 = new Vector2(1, 1);
        _quad[2].position = new Vector3(rect.center.x + rect.width / 2, rect.center.y + rect.height / 2, 0);

        _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[3].color = Color.blue;
        _quad[3].uv0 = new Vector2(1, 0);
        _quad[3].position = new Vector3(rect.center.x + rect.width / 2, rect.center.y - rect.height / 2, 0);}
    // Update is called once per frame
    void Update(){}

    protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper vh){      
        vh.Clear();
        UpdateQuad();
        vh.AddUIVertexQuad(_quad);}}

  现在改变RectTransform里面的宽高
在这里插入图片描述

  可以看到绘制出来的矩形也跟着变化了。
在这里插入图片描述

这次的代码修改主要有:

  1. 把组装顶点的方法从start里面提取出来,封了一个UpdateQuad方法
  2. 通过获取RectTransform的rect,来计算顶点的实际位置。

三、 材质贴图的应用

  只是显示顶点颜色有点单调,这次试试绘制图片。由于之前组建四个顶点的时候,就已经设置了uv0,这个uv0是根据顶点的位置设置了从0,0到1,1四个角的uv坐标,所以把图片赋予进去,按道理是可以直接把图片完整铺满整个矩形的。
  这里需要注意,由于是绘制在UI上的图片,所以需要配合着UI类型的Shader才能正确显示。这里我写了一个最简单的显示图片采用的UI类shader:
在这里插入图片描述

  直接把材质球拖进去就行:
在这里插入图片描述

  图片就能正常显示了。
在这里插入图片描述

  当然,一般我们不会这样拖材质球去使用,所以我在代码里面暴露一个材质球参数,用于修改材质球。

public Material curMat;

  然后在Update里面,调用一个CheckMatChange的方法,检查当前的MaskableGraphic的material如果不等于我指定的材质球,就会设置材质球。material是MaskableGraphic本身的变量,不需要额外声明的。

void Update()
{
CheckMatChange();
}

private void CheckMatChange()
{
if(material!=curMat)
{
material = curMat;
}
}

  还有一个值得注意的地方是,我这里也没有调用SetAllDirty(),但只要修改材质球,就立刻生效了。这是因为,材质球改变,也是调用OnPopulateMesh方法的条件之一,所以不需要其他操作,单纯修改材质球,就已经会调用一次OnPopulateMesh了。
完整代码:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;[RequireComponent(typeof(CanvasRenderer))][RequireComponent(typeof(RectTransform))]
public class UIVertexTest : MaskableGraphic
{
    private UIVertex[] _quad = new UIVertex[4];
    public Material curMat;
    // Start is called before the first frame update
    private new IEnumerator Start(){

        UpdateQuad();
        yield return null;}

    private void UpdateQuad(){
        Rect rect = gameObject.GetComponent<RectTransform>().rect;
        _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[0].color = Color.green;
        _quad[0].uv0 = new Vector2(0, 0);
        _quad[0].position = new Vector3(rect.center.x - rect.width / 2, rect.center.y - rect.height / 2, 0);

        _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[1].color = Color.red;
        _quad[1].uv0 = new Vector2(0, 1);
        _quad[1].position = new Vector3(rect.center.x - rect.width / 2, rect.center.y + rect.height / 2, 0);

        _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[2].color = Color.black;
        _quad[2].uv0 = new Vector2(1, 1);
        _quad[2].position = new Vector3(rect.center.x + rect.width / 2, rect.center.y + rect.height / 2, 0);

        _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[3].color = Color.blue;
        _quad[3].uv0 = new Vector2(1, 0);
        _quad[3].position = new Vector3(rect.center.x + rect.width / 2, rect.center.y - rect.height / 2, 0);}
    // Update is called once per frame
    void Update(){
        CheckMatChange();}

    private void CheckMatChange(){
        if(material!=curMat){
            material = curMat;}}

    protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper vh){      
        vh.Clear();
        UpdateQuad();
        vh.AddUIVertexQuad(_quad);}}

四、 模拟粒子

  通过上面的说明,按道理应该大概了解了怎样通过UIVertex在MaskableGraphic上绘制图形了,接下来就进入主题:

1、 简单模拟粒子

先上代码:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using static UnityEngine.ParticleSystem;[RequireComponent(typeof(CanvasRenderer))][RequireComponent(typeof(RectTransform))]
public class UIVertexTest : MaskableGraphic
{
    private UIVertex[] _quad = new UIVertex[4];
    public Material curMat;
    public ParticleSystem particleSys;
    private ParticleSystemRenderer particleSysRender;
    private ParticleSystem.MainModule mainModule;
    private Particle[] particles;
    // Start is called before the first frame update
    private new IEnumerator Start(){
        if(particleSys == null){
            particleSys = gameObject.GetComponent<ParticleSystem>();
            if(particleSys!=null){
                particleSysRender = particleSys.GetComponent<ParticleSystemRenderer>();
                particleSysRender.enabled =false;
                mainModule = particleSys.main;}}
        
        yield return null;}
    

    private void UpdateQuad(ParticleSystem ps, Particle p){
        Color curCol = p.GetCurrentColor(ps);
        float size = p.GetCurrentSize(ps) * 0.5f;
        Vector2 position =(mainModule.simulationSpace == ParticleSystemSimulationSpace.Local ? p.position : ps.transform.InverseTransformPoint(p.position));
        float scale = canvas.gameObject.GetComponent<RectTransform>().localScale.x;
        position /= scale;
        size /= scale;
        _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[0].color = curCol;
        _quad[0].uv0 = new Vector2(0, 0);
        _quad[0].position = new Vector3(position.x - size, position.y - size);

        _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[1].color = curCol;
        _quad[1].uv0 = new Vector2(0, 1);
        _quad[1].position = new Vector3(position.x - size, position.y + size);

        _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[2].color = curCol;
        _quad[2].uv0 = new Vector2(1, 1);
        _quad[2].position = new Vector3(position.x + size, position.y + size);

        _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[3].color = curCol; 
        _quad[3].uv0 = new Vector2(1, 0);
        _quad[3].position = new Vector3(position.x + size, position.y - size);}
    // Update is called once per frame
    void Update(){
        CheckMatChange();
CheckParticle();}

    private void CheckMatChange(){
        if(material!=curMat){
            material = curMat;}}
    private void CheckParticle(){if(particleSys != null){
            SetAllDirty();}}
    protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper vh){      
        vh.Clear();if(particleSys == null){return;}

        if(particles == null){
            particles = new Particle[500];}
        int count = particleSys.GetParticles(particles);
        if(count ==0){return;}
        for(int i =0;i<count;i++){
            Particle p = particles[i];
            UpdateQuad(particleSys, p);
            vh.AddUIVertexQuad(_quad);}}}

  现在把一个简单的粒子系统放在Canvas下面,然后把脚本挂到粒子系统上。给它赋予一个UI类的shader。这时候运行,可以看到粒子系统上面的renderer是关闭状态的:
在这里插入图片描述

  但UI上面却看到了粒子效果:
在这里插入图片描述

  而且这个粒子可以裁剪、可以随意重叠:
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

接下来说一下原理:

  1. 从粒子系统里面,获取粒子的数量,然后做一个循环,每一个粒子绘制一个四边形,然后计算粒子的大小和位置。
  2. 为了怕绘制得太多,所以获取粒子的时候,数组最大值只设置了500: particles = new Particle[500]; 当然,这样做可能也不太好,因为如果粒子系统本身发射的粒子太多,只获取500个可能表现会有问题,所以在设计粒子的时候,可以在粒子系统上面设置一下粒子的最大发射数量,保证粒子在有限数量内,效果是正常的。
  3. 计算粒子四个顶点的位置 每个粒子的位置和当前大小是可以获得的,但位置需要乘以自身的Transform的逆矩阵来计算
Vector2 position =(mainModule.simulationSpace == ParticleSystemSimulationSpace.Local ? p.position : ps.transform.InverseTransformPoint(p.position));
  1. 粒子的大小问题 由于粒子是放在Canvas里面的,所以实际上它是经过了Canvas的缩放的。所以需要获取Canvas的缩放,然后给计算的顶点做一个缩放

2、 模拟粒子高级效果

  刚才的粒子模拟,是最基础的,每个粒子都是只计算了位移和缩放,没有计算旋转,还有,没有支持粒子系统本身的一些特殊效果,比如序列帧的播放功能。下面补全一下:

1. 考虑旋转

修改UpdateQuad方法,把position的设置放在最后面,判断一下旋转,并做一个偏移:

    private void UpdateQuad(ParticleSystem ps, Particle p){
        Color curCol = p.GetCurrentColor(ps);
        float size = p.GetCurrentSize(ps) * 0.5f;
        float rotation =-p.rotation * Mathf.Deg2Rad;
        float rotation90 = rotation + Mathf.PI / 2;
        Vector2 position =(mainModule.simulationSpace == ParticleSystemSimulationSpace.Local ? p.position : ps.transform.InverseTransformPoint(p.position));
        float scale = canvas.gameObject.GetComponent<RectTransform>().localScale.x;
        position /= scale;
        size /= scale;
        _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[0].color = curCol;
        _quad[0].uv0 = new Vector2(0, 0);
        

        _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[1].color = curCol;
        _quad[1].uv0 = new Vector2(0, 1);
        

        _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[2].color = curCol;
        _quad[2].uv0 = new Vector2(1, 1);
        

        _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[3].color = curCol;
        _quad[3].uv0 = new Vector2(1, 0);if(rotation ==0){
            Vector4 posOffset = new Vector4();
            posOffset.x = position.x - size;
            posOffset.y = position.y - size;
            posOffset.z = position.x + size;
            posOffset.w = position.y + size;
            _quad[0].position = new Vector3(posOffset.x,posOffset.y);
            _quad[1].position = new Vector3(posOffset.x, posOffset.w);
            _quad[2].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.w);
            _quad[3].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.y);}else{
            Vector2 right = new Vector2(Mathf.Cos(rotation), Mathf.Sin(rotation)) * size;
            Vector2 up = new Vector2(Mathf.Cos(rotation90), Mathf.Sin(rotation90)) * size;
            _quad[0].position = position - right - up;
            _quad[1].position = position - right + up;
            _quad[2].position = position + right + up;
            _quad[3].position = position + right - up;}}

2. 考虑序列帧动画

  粒子系统本身自带播放序列帧的功能的,比如我做了这么一张序列帧图:
在这里插入图片描述

  然后在Texture Sheet Animation里面指定一下横竖列的格子数量,按道理粒子系统就会从1到16那样按顺序播放序列帧动画:
在这里插入图片描述

在代码里面,要这样模拟:

    private void UpdateQuad(ParticleSystem ps, Particle p){
        Color curCol = p.GetCurrentColor(ps);
        float size = p.GetCurrentSize(ps) * 0.5f;
        float rotation =-p.rotation * Mathf.Deg2Rad;
        float rotation90 = rotation + Mathf.PI / 2;
        Vector2 position =(mainModule.simulationSpace == ParticleSystemSimulationSpace.Local ? p.position : ps.transform.InverseTransformPoint(p.position));
        float scale = canvas.gameObject.GetComponent<RectTransform>().localScale.x;
        position /= scale;
        size /= scale;

        Vector4 particleUV = imageUV;

        //计算序列帧动画每一个粒子的uv
        if(ps.textureSheetAnimation.enabled ==true){
            TextureSheetAnimationModule textureSheetAnimation = ps.textureSheetAnimation;
            float frameProgress =1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime);if(textureSheetAnimation.frameOverTime.curveMin != null){
                frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.curveMin.Evaluate(1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime));}elseif(textureSheetAnimation.frameOverTime.curve != null){
                frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.curve.Evaluate(1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime));}elseif(textureSheetAnimation.frameOverTime.constant >0){
                frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.constant - (p.remainingLifetime / p.startLifetime);}

            frameProgress = Mathf.Repeat(frameProgress * textureSheetAnimation.cycleCount, 1);
            int frame =0;
            int textureSheetAnimationFrames = textureSheetAnimation.numTilesX * textureSheetAnimation.numTilesY;
            Vector2 textureSheetAnimationFrameSize = new Vector2(1f / textureSheetAnimation.numTilesX, 1f / textureSheetAnimation.numTilesY);
            switch (textureSheetAnimation.animation){case ParticleSystemAnimationType.WholeSheet:
                    frame = Mathf.FloorToInt(frameProgress * textureSheetAnimationFrames);break;case ParticleSystemAnimationType.SingleRow:
                    frame = Mathf.FloorToInt(frameProgress * textureSheetAnimation.numTilesX);

                    int row = textureSheetAnimation.rowIndex;
                    //                    if(textureSheetAnimation.useRandomRow){ // FIXME - is this handled internally by rowIndex?
                    //                        row = Random.Range(0, textureSheetAnimation.numTilesY, using: particle.randomSeed);
                    //                    }
                    frame += row * textureSheetAnimation.numTilesX;break;}

            frame %= textureSheetAnimationFrames;

            particleUV.x =(frame % textureSheetAnimation.numTilesX) * textureSheetAnimationFrameSize.x;
            particleUV.y =1-Mathf.FloorToInt(frame / textureSheetAnimation.numTilesX) * textureSheetAnimationFrameSize.y- textureSheetAnimationFrameSize.y;
            particleUV.z = particleUV.x + textureSheetAnimationFrameSize.x;
            particleUV.w = particleUV.y + textureSheetAnimationFrameSize.y;}

        _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[0].color = curCol;
        _quad[0].uv0 = new Vector2(particleUV.x, particleUV.y);
        

        _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[1].color = curCol;
        _quad[1].uv0 = new Vector2(particleUV.x, particleUV.w);
        

        _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[2].color = curCol;
        _quad[2].uv0 = new Vector2(particleUV.z, particleUV.w);
        

        _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[3].color = curCol;
        _quad[3].uv0 = new Vector2(particleUV.z, particleUV.y);if(rotation ==0){
            Vector4 posOffset = new Vector4();
            posOffset.x = position.x - size;
            posOffset.y = position.y - size;
            posOffset.z = position.x + size;
            posOffset.w = position.y + size;
            _quad[0].position = new Vector3(posOffset.x,posOffset.y);
            _quad[1].position = new Vector3(posOffset.x, posOffset.w);
            _quad[2].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.w);
            _quad[3].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.y);}else{
            Vector2 right = new Vector2(Mathf.Cos(rotation), Mathf.Sin(rotation)) * size;
            Vector2 up = new Vector2(Mathf.Cos(rotation90), Mathf.Sin(rotation90)) * size;
            _quad[0].position = position - right - up;
            _quad[1].position = position - right + up;
            _quad[2].position = position + right + up;
            _quad[3].position = position + right - up;}}

同样是修改UpdateQuad方法。这次要修改的是设置顶点的UV0的过程。每一个粒子,都可以通过获得它的生命周期,然后计算应该播放到序列图的第几帧的图片,然后根据这个第几帧,再计算出当前的例子的UV坐标应该是什么。
这里有个规则的问题,uv坐标从左下角开始是(0,0),右上角是(1,1),但我的序列图四左上角开始是1,右下角是16,所以在计算y坐标的时候,我做了一个反转的操作:
particleUV.y = 1-Mathf.FloorToInt(frame / textureSheetAnimation.numTilesX) * textureSheetAnimationFrameSize.y- textureSheetAnimationFrameSize.y;
这时候播放,会看到序列帧的图片正常的播放了:
在这里插入图片描述

同样是可以任意重叠和裁剪的。

完整:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using static UnityEngine.ParticleSystem;[RequireComponent(typeof(CanvasRenderer))][RequireComponent(typeof(RectTransform))]
public class UIVertexTest : MaskableGraphic
{
    private UIVertex[] _quad = new UIVertex[4];
    public Material curMat;
    public ParticleSystem particleSys;
    private ParticleSystemRenderer particleSysRender;
    private ParticleSystem.MainModule mainModule;
    private Particle[] particles;
    private Vector4 imageUV = new Vector4(0, 0, 1, 1);
    // Start is called before the first frame update
    private new IEnumerator Start(){
        if(particleSys == null){
            particleSys = gameObject.GetComponent<ParticleSystem>();
            if(particleSys!=null){
                particleSysRender = particleSys.GetComponent<ParticleSystemRenderer>();
                particleSysRender.enabled =false;
                mainModule = particleSys.main;}}
        
        yield return null;}

    private void UpdateQuad(ParticleSystem ps, Particle p){
        Color curCol = p.GetCurrentColor(ps);
        float size = p.GetCurrentSize(ps) * 0.5f;
        float rotation =-p.rotation * Mathf.Deg2Rad;
        float rotation90 = rotation + Mathf.PI / 2;
        Vector2 position =(mainModule.simulationSpace == ParticleSystemSimulationSpace.Local ? p.position : ps.transform.InverseTransformPoint(p.position));
        float scale = canvas.gameObject.GetComponent<RectTransform>().localScale.x;
        position /= scale;
        size /= scale;

        Vector4 particleUV = imageUV;

        //计算序列帧动画每一个粒子的uv
        if(ps.textureSheetAnimation.enabled ==true){
            TextureSheetAnimationModule textureSheetAnimation = ps.textureSheetAnimation;
            float frameProgress =1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime);if(textureSheetAnimation.frameOverTime.curveMin != null){
                frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.curveMin.Evaluate(1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime));}elseif(textureSheetAnimation.frameOverTime.curve != null){
                frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.curve.Evaluate(1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime));}elseif(textureSheetAnimation.frameOverTime.constant >0){
                frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.constant - (p.remainingLifetime / p.startLifetime);}

            frameProgress = Mathf.Repeat(frameProgress * textureSheetAnimation.cycleCount, 1);
            int frame =0;
            int textureSheetAnimationFrames = textureSheetAnimation.numTilesX * textureSheetAnimation.numTilesY;
            Vector2 textureSheetAnimationFrameSize = new Vector2(1f / textureSheetAnimation.numTilesX, 1f / textureSheetAnimation.numTilesY);
            switch (textureSheetAnimation.animation){case ParticleSystemAnimationType.WholeSheet:
                    frame = Mathf.FloorToInt(frameProgress * textureSheetAnimationFrames);break;case ParticleSystemAnimationType.SingleRow:
                    frame = Mathf.FloorToInt(frameProgress * textureSheetAnimation.numTilesX);

                    int row = textureSheetAnimation.rowIndex;
                    //                    if(textureSheetAnimation.useRandomRow){ // FIXME - is this handled internally by rowIndex?
                    //                        row = Random.Range(0, textureSheetAnimation.numTilesY, using: particle.randomSeed);
                    //                    }
                    frame += row * textureSheetAnimation.numTilesX;break;}

            frame %= textureSheetAnimationFrames;

            particleUV.x =(frame % textureSheetAnimation.numTilesX) * textureSheetAnimationFrameSize.x;
            particleUV.y =1-Mathf.FloorToInt(frame / textureSheetAnimation.numTilesX) * textureSheetAnimationFrameSize.y- textureSheetAnimationFrameSize.y;
            particleUV.z = particleUV.x + textureSheetAnimationFrameSize.x;
            particleUV.w = particleUV.y + textureSheetAnimationFrameSize.y;}

        _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[0].color = curCol;
        _quad[0].uv0 = new Vector2(particleUV.x, particleUV.y);
        

        _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[1].color = curCol;
        _quad[1].uv0 = new Vector2(particleUV.x, particleUV.w);
        

        _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[2].color = curCol;
        _quad[2].uv0 = new Vector2(particleUV.z, particleUV.w);
        

        _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
        _quad[3].color = curCol;
        _quad[3].uv0 = new Vector2(particleUV.z, particleUV.y);if(rotation ==0){
            Vector4 posOffset = new Vector4();
            posOffset.x = position.x - size;
            posOffset.y = position.y - size;
            posOffset.z = position.x + size;
            posOffset.w = position.y + size;
            _quad[0].position = new Vector3(posOffset.x,posOffset.y);
            _quad[1].position = new Vector3(posOffset.x, posOffset.w);
            _quad[2].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.w);
            _quad[3].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.y);}else{
            Vector2 right = new Vector2(Mathf.Cos(rotation), Mathf.Sin(rotation)) * size;
            Vector2 up = new Vector2(Mathf.Cos(rotation90), Mathf.Sin(rotation90)) * size;
            _quad[0].position = position - right - up;
            _quad[1].position = position - right + up;
            _quad[2].position = position + right + up;
            _quad[3].position = position + right - up;}}
    // Update is called once per frame
    void Update(){
        CheckMatChange();
CheckParticle();}

    private void CheckMatChange(){
        if(material!=curMat){
            material = curMat;}}
    private void CheckParticle(){if(particleSys != null){
            SetAllDirty();}}
    protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper vh){      
        vh.Clear();if(particleSys == null){return;}

        if(particles == null){
            particles = new Particle[500];}
        int count = particleSys.GetParticles(particles);
        if(count ==0){return;}
        for(int i =0;i<count;i++){
            Particle p = particles[i];
            UpdateQuad(particleSys, p);
            vh.AddUIVertexQuad(_quad);}}}

五、存在问题

  这个方案也不是完美无缺的,暂时来说,我发现一些问题,比如:
1、一般特效里面除了粒子系统,还有拖尾等效果,我这个例子里面没有对拖尾进行计算,其实方法相同,也是获得它当前的拖尾的网格,然后绘制就行
2、粒子系统里面存在很多不同的参数设置,我上面的计算不一定很完整,可能会漏一些东西,需要发现的时候再补充
3、MaskableGraphic里面只设置一个材质球,这个材质球必须是用UI类型的Shader才能正常显示,所以粒子自带的shader不能直接使用,要经过改造。所谓的UI类型shader,比如是这样的:

Shader "UIVertexTex"{
    Properties
    {[PerRendererData] _MainTex ("Sprite Texture", 2D)="white"{}
        _Color ("Tint", Color)=(1,1,1,1)
        
        _StencilComp ("Stencil Comparison", Float)=8
        _Stencil ("Stencil ID", Float)=0
        _StencilOp ("Stencil Operation", Float)=0
        _StencilWriteMask ("Stencil Write Mask", Float)=255
        _StencilReadMask ("Stencil Read Mask", Float)=255

        _ColorMask ("Color Mask", Float)=15[Toggle(UNITY_UI_ALPHACLIP)] _UseUIAlphaClip ("Use Alpha Clip", Float)=0
        _TextureSample0("Texture Sample 0", 2D)="white"{}[HideInInspector] _texcoord("", 2D )="white"{}}

    SubShader
    {
        LOD 0

        Tags {"Queue"="Transparent""IgnoreProjector"="True""RenderType"="Transparent""PreviewType"="Plane""CanUseSpriteAtlas"="True"}
        
        Stencil
        {
            Ref [_Stencil]
            ReadMask [_StencilReadMask]
            WriteMask [_StencilWriteMask]
            CompFront [_StencilComp]
            PassFront [_StencilOp]
            FailFront Keep
            ZFailFront Keep
            CompBack Always
            PassBack Keep
            FailBack Keep
            ZFailBack Keep
        }

        Cull Off
        Lighting Off
        ZWrite Off
        ZTest [unity_GUIZTestMode]
        Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
        ColorMask [_ColorMask]

        
        Pass
        {
            Name "Default"
        CGPROGRAM
            
            #pragma vertex vert#pragma fragment frag#pragma target 3.0#include "UnityCG.cginc"#include "UnityUI.cginc"#pragma multi_compile __ UNITY_UI_CLIP_RECT#pragma multi_compile __ UNITY_UI_ALPHACLIP
            
            
            
            struct appdata_t
            {
                float4 vertex   : POSITION;
                float4 color    : COLOR;
                float2 texcoord : TEXCOORD0;
                UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
                
            };

            struct v2f
            {
                float4 vertex   : SV_POSITION;
                fixed4 color    : COLOR;
                half2 texcoord  : TEXCOORD0;
                float4 worldPosition : TEXCOORD1;
                UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
                UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO
                
            };
            
            uniform fixed4 _Color;
            uniform fixed4 _TextureSampleAdd;
            uniform float4 _ClipRect;
            uniform sampler2D _MainTex;
            uniform sampler2D _TextureSample0;
            uniform float4 _TextureSample0_ST;
            SamplerState sampler_TextureSample0;

            
            v2f vert( appdata_t IN  ){
                v2f OUT;
                UNITY_SETUP_INSTANCE_ID( IN );
                UNITY_INITIALIZE_VERTEX_OUTPUT_STEREO(OUT);
                UNITY_TRANSFER_INSTANCE_ID(IN, OUT);
                OUT.worldPosition = IN.vertex;
                
                
                OUT.worldPosition.xyz +=  float3(0, 0, 0);
                OUT.vertex = UnityObjectToClipPos(OUT.worldPosition);

                OUT.texcoord = IN.texcoord;
                
                OUT.color = IN.color * _Color;return OUT;}

            fixed4 frag(v2f IN  ): SV_Target
            {
                float2 uv_TextureSample0 = IN.texcoord.xy * _TextureSample0_ST.xy + _TextureSample0_ST.zw;
                float4 tex2DNode1 = tex2D( _TextureSample0, uv_TextureSample0 );
                clip(0.0);
                float4 appendResult3 =(float4(( tex2DNode1 + tex2DNode1 ).rgb , tex2DNode1.a));
                
                half4 color = appendResult3;#ifdef UNITY_UI_CLIP_RECT
                color.a *= UnityGet2DClipping(IN.worldPosition.xy, _ClipRect);#endif#ifdef UNITY_UI_ALPHACLIP
                clip (color.a - 0.001);#endifreturn color;}
        ENDCG
        }}

它要包含UI的蒙版设置,包含UnityUI.cginc,并且做了Rect和Alpha的裁剪

  所以并没有像想象中那么简单,美术特效随便做一个粒子特效,然后挂个脚本,就能随便用在UI上面,最起码,要对Shader进行一定的改造,才能在UI上面正常显示的。

标签: unity ui 游戏引擎

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