0
0

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：

  1. using System.Collections;
  2. using System.Collections.Generic;
  3. using UnityEngine;
  4. using UnityEngine.UI;[RequireComponent(typeof(CanvasRenderer))][RequireComponent(typeof(RectTransform))]
  5. public class UIVertexTest : MaskableGraphic
  6. {
  7.     private UIVertex[] _quad = new UIVertex[4];
  9.     // Start is called before the first frame update
  10.     private new IEnumerator Start(){
  11.         _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
  12.         _quad[0].color = Color.green;
  13.         _quad[0].uv0 = new Vector2(0, 0);
  14.         _quad[0].position = new Vector3(-100, 0);
  16.         _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
  17.         _quad[1].color = Color.red;
  18.         _quad[1].uv0 = new Vector2(0, 1);
  19.         _quad[1].position = new Vector3(-100, 200);
  21.         _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
  22.         _quad[2].color = Color.black;
  23.         _quad[2].uv0 = new Vector2(1, 1);
  24.         _quad[2].position = new Vector3(100, 200);
  26.         _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
  27.         _quad[3].color = Color.blue;
  28.         _quad[3].uv0 = new Vector2(1, 0);
  29.         _quad[3].position = new Vector3(100, 0);
  31.         yield return null;}
  33.     // Update is called once per frame
  34.     void Update(){}
  36.     protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper vh){
  37.         vh.Clear();
  38.         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：

  1. using System.Collections;
  2. using System.Collections.Generic;
  3. using UnityEngine;
  4. using UnityEngine.UI;[RequireComponent(typeof(CanvasRenderer))][RequireComponent(typeof(RectTransform))]
  5. public class UIVertexTest : MaskableGraphic
  6. {
  7.     private UIVertex[] _quad = new UIVertex[4];
  8.     // Start is called before the first frame update
  9.     private new IEnumerator Start(){
  11.         UpdateQuad();
  12.         yield return null;}
  14.     private void UpdateQuad(){
  15.         Rect rect = gameObject.GetComponent<RectTransform>().rect;
  16.         _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
  17.         _quad[0].color = Color.green;
  18.         _quad[0].uv0 = new Vector2(0, 0);
  19.         _quad[0].position = new Vector3(rect.center.x - rect.width / 2, rect.center.y - rect.height / 2, 0);
  21.         _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
  22.         _quad[1].color = Color.red;
  23.         _quad[1].uv0 = new Vector2(0, 1);
  24.         _quad[1].position = new Vector3(rect.center.x - rect.width / 2, rect.center.y + rect.height / 2, 0);
  26.         _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
  27.         _quad[2].color = Color.black;
  28.         _quad[2].uv0 = new Vector2(1, 1);
  29.         _quad[2].position = new Vector3(rect.center.x + rect.width / 2, rect.center.y + rect.height / 2, 0);
  31.         _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
  32.         _quad[3].color = Color.blue;
  33.         _quad[3].uv0 = new Vector2(1, 0);
  34.         _quad[3].position = new Vector3(rect.center.x + rect.width / 2, rect.center.y - rect.height / 2, 0);}
  35.     // Update is called once per frame
  36.     void Update(){}
  38.     protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper vh){      
  39.         vh.Clear();
  40.         UpdateQuad();
  41.         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。

  1. 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：

  1. using System.Collections;
  2. using System.Collections.Generic;
  3. using UnityEngine;
  4. using UnityEngine.UI;[RequireComponent(typeof(CanvasRenderer))][RequireComponent(typeof(RectTransform))]
  5. public class UIVertexTest : MaskableGraphic
  6. {
  7.     private UIVertex[] _quad = new UIVertex[4];
  8.     public Material curMat;
  9.     // Start is called before the first frame update
  10.     private new IEnumerator Start(){
  12.         UpdateQuad();
  13.         yield return null;}
  15.     private void UpdateQuad(){
  16.         Rect rect = gameObject.GetComponent<RectTransform>().rect;
  17.         _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
  18.         _quad[0].color = Color.green;
  19.         _quad[0].uv0 = new Vector2(0, 0);
  20.         _quad[0].position = new Vector3(rect.center.x - rect.width / 2, rect.center.y - rect.height / 2, 0);
  22.         _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
  23.         _quad[1].color = Color.red;
  24.         _quad[1].uv0 = new Vector2(0, 1);
  25.         _quad[1].position = new Vector3(rect.center.x - rect.width / 2, rect.center.y + rect.height / 2, 0);
  27.         _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
  28.         _quad[2].color = Color.black;
  29.         _quad[2].uv0 = new Vector2(1, 1);
  30.         _quad[2].position = new Vector3(rect.center.x + rect.width / 2, rect.center.y + rect.height / 2, 0);
  32.         _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
  33.         _quad[3].color = Color.blue;
  34.         _quad[3].uv0 = new Vector2(1, 0);
  35.         _quad[3].position = new Vector3(rect.center.x + rect.width / 2, rect.center.y - rect.height / 2, 0);}
  36.     // Update is called once per frame
  37.     void Update(){
  38.         CheckMatChange();}
  40.     private void CheckMatChange(){
  41.         if(material!=curMat){
  42.             material = curMat;}}
  44.     protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper vh){      
  45.         vh.Clear();
  46.         UpdateQuad();
  47.         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：

  1. using System.Collections;
  2. using System.Collections.Generic;
  3. using UnityEngine;
  4. using UnityEngine.UI;
  5. using static UnityEngine.ParticleSystem;[RequireComponent(typeof(CanvasRenderer))][RequireComponent(typeof(RectTransform))]
  6. public class UIVertexTest : MaskableGraphic
  7. {
  8.     private UIVertex[] _quad = new UIVertex[4];
  9.     public Material curMat;
  10.     public ParticleSystem particleSys;
  11.     private ParticleSystemRenderer particleSysRender;
  12.     private ParticleSystem.MainModule mainModule;
  13.     private Particle[] particles;
  14.     // Start is called before the first frame update
  15.     private new IEnumerator Start(){
  16.         if(particleSys == null){
  17.             particleSys = gameObject.GetComponent<ParticleSystem>();
  18.             if(particleSys!=null){
  19.                 particleSysRender = particleSys.GetComponent<ParticleSystemRenderer>();
  20.                 particleSysRender.enabled =false;
  21.                 mainModule = particleSys.main;}}
  22.         
  23.         yield return null;}
  24.     
  26.     private void UpdateQuad(ParticleSystem ps, Particle p){
  27.         Color curCol = p.GetCurrentColor(ps);
  28.         float size = p.GetCurrentSize(ps) * 0.5f;
  29.         Vector2 position =(mainModule.simulationSpace == ParticleSystemSimulationSpace.Local ? p.position : ps.transform.InverseTransformPoint(p.position));
  30.         float scale = canvas.gameObject.GetComponent<RectTransform>().localScale.x;
  31.         position /= scale;
  32.         size /= scale;
  33.         _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
  34.         _quad[0].color = curCol;
  35.         _quad[0].uv0 = new Vector2(0, 0);
  36.         _quad[0].position = new Vector3(position.x - size, position.y - size);
  38.         _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
  39.         _quad[1].color = curCol;
  40.         _quad[1].uv0 = new Vector2(0, 1);
  41.         _quad[1].position = new Vector3(position.x - size, position.y + size);
  43.         _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
  44.         _quad[2].color = curCol;
  45.         _quad[2].uv0 = new Vector2(1, 1);
  46.         _quad[2].position = new Vector3(position.x + size, position.y + size);
  48.         _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
  49.         _quad[3].color = curCol; 
  50.         _quad[3].uv0 = new Vector2(1, 0);
  51.         _quad[3].position = new Vector3(position.x + size, position.y - size);}
  52.     // Update is called once per frame
  53.     void Update(){
  54.         CheckMatChange();
  55. CheckParticle();}
  57.     private void CheckMatChange(){
  58.         if(material!=curMat){
  59.             material = curMat;}}
  60.     private void CheckParticle(){if(particleSys != null){
  61.             SetAllDirty();}}
  62.     protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper vh){      
  63.         vh.Clear();if(particleSys == null){return;}
  65.         if(particles == null){
  66.             particles = new Particle[500];}
  67.         int count = particleSys.GetParticles(particles);
  68.         if(count ==0){return;}
  69.         for(int i =0;i<count;i++){
  70.             Particle p = particles[i];
  71.             UpdateQuad(particleSys, p);
  72.             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
  1. 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：

  1.     private void UpdateQuad(ParticleSystem ps, Particle p){
  2.         Color curCol = p.GetCurrentColor(ps);
  3.         float size = p.GetCurrentSize(ps) * 0.5f;
  4.         float rotation =-p.rotation * Mathf.Deg2Rad;
  5.         float rotation90 = rotation + Mathf.PI / 2;
  6.         Vector2 position =(mainModule.simulationSpace == ParticleSystemSimulationSpace.Local ? p.position : ps.transform.InverseTransformPoint(p.position));
  7.         float scale = canvas.gameObject.GetComponent<RectTransform>().localScale.x;
  8.         position /= scale;
  9.         size /= scale;
  10.         _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
  11.         _quad[0].color = curCol;
  12.         _quad[0].uv0 = new Vector2(0, 0);
  13.         
  15.         _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
  16.         _quad[1].color = curCol;
  17.         _quad[1].uv0 = new Vector2(0, 1);
  18.         
  20.         _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
  21.         _quad[2].color = curCol;
  22.         _quad[2].uv0 = new Vector2(1, 1);
  23.         
  25.         _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
  26.         _quad[3].color = curCol;
  27.         _quad[3].uv0 = new Vector2(1, 0);if(rotation ==0){
  28.             Vector4 posOffset = new Vector4();
  29.             posOffset.x = position.x - size;
  30.             posOffset.y = position.y - size;
  31.             posOffset.z = position.x + size;
  32.             posOffset.w = position.y + size;
  33.             _quad[0].position = new Vector3(posOffset.x,posOffset.y);
  34.             _quad[1].position = new Vector3(posOffset.x, posOffset.w);
  35.             _quad[2].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.w);
  36.             _quad[3].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.y);}else{
  37.             Vector2 right = new Vector2(Mathf.Cos(rotation), Mathf.Sin(rotation)) * size;
  38.             Vector2 up = new Vector2(Mathf.Cos(rotation90), Mathf.Sin(rotation90)) * size;
  39.             _quad[0].position = position - right - up;
  40.             _quad[1].position = position - right + up;
  41.             _quad[2].position = position + right + up;
  42.             _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：

  1.     private void UpdateQuad(ParticleSystem ps, Particle p){
  2.         Color curCol = p.GetCurrentColor(ps);
  3.         float size = p.GetCurrentSize(ps) * 0.5f;
  4.         float rotation =-p.rotation * Mathf.Deg2Rad;
  5.         float rotation90 = rotation + Mathf.PI / 2;
  6.         Vector2 position =(mainModule.simulationSpace == ParticleSystemSimulationSpace.Local ? p.position : ps.transform.InverseTransformPoint(p.position));
  7.         float scale = canvas.gameObject.GetComponent<RectTransform>().localScale.x;
  8.         position /= scale;
  9.         size /= scale;
  11.         Vector4 particleUV = imageUV;
  13.         //计算序列帧动画每一个粒子的uv
  14.         if(ps.textureSheetAnimation.enabled ==true){
  15.             TextureSheetAnimationModule textureSheetAnimation = ps.textureSheetAnimation;
  16.             float frameProgress =1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime);if(textureSheetAnimation.frameOverTime.curveMin != null){
  17.                 frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.curveMin.Evaluate(1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime));}elseif(textureSheetAnimation.frameOverTime.curve != null){
  18.                 frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.curve.Evaluate(1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime));}elseif(textureSheetAnimation.frameOverTime.constant >0){
  19.                 frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.constant - (p.remainingLifetime / p.startLifetime);}
  21.             frameProgress = Mathf.Repeat(frameProgress * textureSheetAnimation.cycleCount, 1);
  22.             int frame =0;
  23.             int textureSheetAnimationFrames = textureSheetAnimation.numTilesX * textureSheetAnimation.numTilesY;
  24.             Vector2 textureSheetAnimationFrameSize = new Vector2(1f / textureSheetAnimation.numTilesX, 1f / textureSheetAnimation.numTilesY);
  25.             switch (textureSheetAnimation.animation){case ParticleSystemAnimationType.WholeSheet:
  26.                     frame = Mathf.FloorToInt(frameProgress * textureSheetAnimationFrames);break;case ParticleSystemAnimationType.SingleRow:
  27.                     frame = Mathf.FloorToInt(frameProgress * textureSheetAnimation.numTilesX);
  29.                     int row = textureSheetAnimation.rowIndex;
  30.                     //                    if(textureSheetAnimation.useRandomRow){ // FIXME - is this handled internally by rowIndex?
  31.                     //                        row = Random.Range(0, textureSheetAnimation.numTilesY, using: particle.randomSeed);
  32.                     //                    }
  33.                     frame += row * textureSheetAnimation.numTilesX;break;}
  35.             frame %= textureSheetAnimationFrames;
  37.             particleUV.x =(frame % textureSheetAnimation.numTilesX) * textureSheetAnimationFrameSize.x;
  38.             particleUV.y =1-Mathf.FloorToInt(frame / textureSheetAnimation.numTilesX) * textureSheetAnimationFrameSize.y- textureSheetAnimationFrameSize.y;
  39.             particleUV.z = particleUV.x + textureSheetAnimationFrameSize.x;
  40.             particleUV.w = particleUV.y + textureSheetAnimationFrameSize.y;}
  42.         _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
  43.         _quad[0].color = curCol;
  44.         _quad[0].uv0 = new Vector2(particleUV.x, particleUV.y);
  45.         
  47.         _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
  48.         _quad[1].color = curCol;
  49.         _quad[1].uv0 = new Vector2(particleUV.x, particleUV.w);
  50.         
  52.         _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
  53.         _quad[2].color = curCol;
  54.         _quad[2].uv0 = new Vector2(particleUV.z, particleUV.w);
  55.         
  57.         _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
  58.         _quad[3].color = curCol;
  59.         _quad[3].uv0 = new Vector2(particleUV.z, particleUV.y);if(rotation ==0){
  60.             Vector4 posOffset = new Vector4();
  61.             posOffset.x = position.x - size;
  62.             posOffset.y = position.y - size;
  63.             posOffset.z = position.x + size;
  64.             posOffset.w = position.y + size;
  65.             _quad[0].position = new Vector3(posOffset.x,posOffset.y);
  66.             _quad[1].position = new Vector3(posOffset.x, posOffset.w);
  67.             _quad[2].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.w);
  68.             _quad[3].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.y);}else{
  69.             Vector2 right = new Vector2(Mathf.Cos(rotation), Mathf.Sin(rotation)) * size;
  70.             Vector2 up = new Vector2(Mathf.Cos(rotation90), Mathf.Sin(rotation90)) * size;
  71.             _quad[0].position = position - right - up;
  72.             _quad[1].position = position - right + up;
  73.             _quad[2].position = position + right + up;
  74.             _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：

  1. using System.Collections;
  2. using System.Collections.Generic;
  3. using UnityEngine;
  4. using UnityEngine.UI;
  5. using static UnityEngine.ParticleSystem;[RequireComponent(typeof(CanvasRenderer))][RequireComponent(typeof(RectTransform))]
  6. public class UIVertexTest : MaskableGraphic
  7. {
  8.     private UIVertex[] _quad = new UIVertex[4];
  9.     public Material curMat;
  10.     public ParticleSystem particleSys;
  11.     private ParticleSystemRenderer particleSysRender;
  12.     private ParticleSystem.MainModule mainModule;
  13.     private Particle[] particles;
  14.     private Vector4 imageUV = new Vector4(0, 0, 1, 1);
  15.     // Start is called before the first frame update
  16.     private new IEnumerator Start(){
  17.         if(particleSys == null){
  18.             particleSys = gameObject.GetComponent<ParticleSystem>();
  19.             if(particleSys!=null){
  20.                 particleSysRender = particleSys.GetComponent<ParticleSystemRenderer>();
  21.                 particleSysRender.enabled =false;
  22.                 mainModule = particleSys.main;}}
  23.         
  24.         yield return null;}
  26.     private void UpdateQuad(ParticleSystem ps, Particle p){
  27.         Color curCol = p.GetCurrentColor(ps);
  28.         float size = p.GetCurrentSize(ps) * 0.5f;
  29.         float rotation =-p.rotation * Mathf.Deg2Rad;
  30.         float rotation90 = rotation + Mathf.PI / 2;
  31.         Vector2 position =(mainModule.simulationSpace == ParticleSystemSimulationSpace.Local ? p.position : ps.transform.InverseTransformPoint(p.position));
  32.         float scale = canvas.gameObject.GetComponent<RectTransform>().localScale.x;
  33.         position /= scale;
  34.         size /= scale;
  36.         Vector4 particleUV = imageUV;
  38.         //计算序列帧动画每一个粒子的uv
  39.         if(ps.textureSheetAnimation.enabled ==true){
  40.             TextureSheetAnimationModule textureSheetAnimation = ps.textureSheetAnimation;
  41.             float frameProgress =1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime);if(textureSheetAnimation.frameOverTime.curveMin != null){
  42.                 frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.curveMin.Evaluate(1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime));}elseif(textureSheetAnimation.frameOverTime.curve != null){
  43.                 frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.curve.Evaluate(1 - (p.remainingLifetime / p.startLifetime));}elseif(textureSheetAnimation.frameOverTime.constant >0){
  44.                 frameProgress = textureSheetAnimation.frameOverTime.constant - (p.remainingLifetime / p.startLifetime);}
  46.             frameProgress = Mathf.Repeat(frameProgress * textureSheetAnimation.cycleCount, 1);
  47.             int frame =0;
  48.             int textureSheetAnimationFrames = textureSheetAnimation.numTilesX * textureSheetAnimation.numTilesY;
  49.             Vector2 textureSheetAnimationFrameSize = new Vector2(1f / textureSheetAnimation.numTilesX, 1f / textureSheetAnimation.numTilesY);
  50.             switch (textureSheetAnimation.animation){case ParticleSystemAnimationType.WholeSheet:
  51.                     frame = Mathf.FloorToInt(frameProgress * textureSheetAnimationFrames);break;case ParticleSystemAnimationType.SingleRow:
  52.                     frame = Mathf.FloorToInt(frameProgress * textureSheetAnimation.numTilesX);
  54.                     int row = textureSheetAnimation.rowIndex;
  55.                     //                    if(textureSheetAnimation.useRandomRow){ // FIXME - is this handled internally by rowIndex?
  56.                     //                        row = Random.Range(0, textureSheetAnimation.numTilesY, using: particle.randomSeed);
  57.                     //                    }
  58.                     frame += row * textureSheetAnimation.numTilesX;break;}
  60.             frame %= textureSheetAnimationFrames;
  62.             particleUV.x =(frame % textureSheetAnimation.numTilesX) * textureSheetAnimationFrameSize.x;
  63.             particleUV.y =1-Mathf.FloorToInt(frame / textureSheetAnimation.numTilesX) * textureSheetAnimationFrameSize.y- textureSheetAnimationFrameSize.y;
  64.             particleUV.z = particleUV.x + textureSheetAnimationFrameSize.x;
  65.             particleUV.w = particleUV.y + textureSheetAnimationFrameSize.y;}
  67.         _quad[0]= UIVertex.simpleVert;
  68.         _quad[0].color = curCol;
  69.         _quad[0].uv0 = new Vector2(particleUV.x, particleUV.y);
  70.         
  72.         _quad[1]= UIVertex.simpleVert;
  73.         _quad[1].color = curCol;
  74.         _quad[1].uv0 = new Vector2(particleUV.x, particleUV.w);
  75.         
  77.         _quad[2]= UIVertex.simpleVert;
  78.         _quad[2].color = curCol;
  79.         _quad[2].uv0 = new Vector2(particleUV.z, particleUV.w);
  80.         
  82.         _quad[3]= UIVertex.simpleVert;
  83.         _quad[3].color = curCol;
  84.         _quad[3].uv0 = new Vector2(particleUV.z, particleUV.y);if(rotation ==0){
  85.             Vector4 posOffset = new Vector4();
  86.             posOffset.x = position.x - size;
  87.             posOffset.y = position.y - size;
  88.             posOffset.z = position.x + size;
  89.             posOffset.w = position.y + size;
  90.             _quad[0].position = new Vector3(posOffset.x,posOffset.y);
  91.             _quad[1].position = new Vector3(posOffset.x, posOffset.w);
  92.             _quad[2].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.w);
  93.             _quad[3].position = new Vector3(posOffset.z, posOffset.y);}else{
  94.             Vector2 right = new Vector2(Mathf.Cos(rotation), Mathf.Sin(rotation)) * size;
  95.             Vector2 up = new Vector2(Mathf.Cos(rotation90), Mathf.Sin(rotation90)) * size;
  96.             _quad[0].position = position - right - up;
  97.             _quad[1].position = position - right + up;
  98.             _quad[2].position = position + right + up;
  99.             _quad[3].position = position + right - up;}}
  100.     // Update is called once per frame
  101.     void Update(){
  102.         CheckMatChange();
  103. CheckParticle();}
  105.     private void CheckMatChange(){
  106.         if(material!=curMat){
  107.             material = curMat;}}
  108.     private void CheckParticle(){if(particleSys != null){
  109.             SetAllDirty();}}
  110.     protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper vh){      
  111.         vh.Clear();if(particleSys == null){return;}
  113.         if(particles == null){
  114.             particles = new Particle[500];}
  115.         int count = particleSys.GetParticles(particles);
  116.         if(count ==0){return;}
  117.         for(int i =0;i<count;i++){
  118.             Particle p = particles[i];
  119.             UpdateQuad(particleSys, p);
  120.             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：

  1. Shader "UIVertexTex"{
  2.     Properties
  3.     {[PerRendererData] _MainTex ("Sprite Texture", 2D)="white"{}
  4.         _Color ("Tint", Color)=(1,1,1,1)
  5.         
  6.         _StencilComp ("Stencil Comparison", Float)=8
  7.         _Stencil ("Stencil ID", Float)=0
  8.         _StencilOp ("Stencil Operation", Float)=0
  9.         _StencilWriteMask ("Stencil Write Mask", Float)=255
  10.         _StencilReadMask ("Stencil Read Mask", Float)=255
  12.         _ColorMask ("Color Mask", Float)=15[Toggle(UNITY_UI_ALPHACLIP)] _UseUIAlphaClip ("Use Alpha Clip", Float)=0
  13.         _TextureSample0("Texture Sample 0", 2D)="white"{}[HideInInspector] _texcoord("", 2D )="white"{}}
  15.     SubShader
  16.     {
  17.         LOD 0
  19.         Tags {"Queue"="Transparent""IgnoreProjector"="True""RenderType"="Transparent""PreviewType"="Plane""CanUseSpriteAtlas"="True"}
  20.         
  21.         Stencil
  22.         {
  23.             Ref [_Stencil]
  24.             ReadMask [_StencilReadMask]
  25.             WriteMask [_StencilWriteMask]
  26.             CompFront [_StencilComp]
  27.             PassFront [_StencilOp]
  28.             FailFront Keep
  29.             ZFailFront Keep
  30.             CompBack Always
  31.             PassBack Keep
  32.             FailBack Keep
  33.             ZFailBack Keep
  34.         }
  36.         Cull Off
  37.         Lighting Off
  38.         ZWrite Off
  39.         ZTest [unity_GUIZTestMode]
  40.         Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
  41.         ColorMask [_ColorMask]
  43.         
  44.         Pass
  45.         {
  46.             Name "Default"
  47.         CGPROGRAM
  48.             
  49.             #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
  50.             
  51.             
  52.             
  53.             struct appdata_t
  54.             {
  55.                 float4 vertex   : POSITION;
  56.                 float4 color    : COLOR;
  57.                 float2 texcoord : TEXCOORD0;
  58.                 UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
  59.                 
  60.             };
  62.             struct v2f
  63.             {
  64.                 float4 vertex   : SV_POSITION;
  65.                 fixed4 color    : COLOR;
  66.                 half2 texcoord  : TEXCOORD0;
  67.                 float4 worldPosition : TEXCOORD1;
  68.                 UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
  69.                 UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO
  70.                 
  71.             };
  72.             
  73.             uniform fixed4 _Color;
  74.             uniform fixed4 _TextureSampleAdd;
  75.             uniform float4 _ClipRect;
  76.             uniform sampler2D _MainTex;
  77.             uniform sampler2D _TextureSample0;
  78.             uniform float4 _TextureSample0_ST;
  79.             SamplerState sampler_TextureSample0;
  81.             
  82.             v2f vert( appdata_t IN  ){
  83.                 v2f OUT;
  84.                 UNITY_SETUP_INSTANCE_ID( IN );
  85.                 UNITY_INITIALIZE_VERTEX_OUTPUT_STEREO(OUT);
  86.                 UNITY_TRANSFER_INSTANCE_ID(IN, OUT);
  87.                 OUT.worldPosition = IN.vertex;
  88.                 
  89.                 
  90.                 OUT.worldPosition.xyz +=  float3(0, 0, 0);
  91.                 OUT.vertex = UnityObjectToClipPos(OUT.worldPosition);
  93.                 OUT.texcoord = IN.texcoord;
  94.                 
  95.                 OUT.color = IN.color * _Color;return OUT;}
  97.             fixed4 frag(v2f IN  ): SV_Target
  98.             {
  99.                 float2 uv_TextureSample0 = IN.texcoord.xy * _TextureSample0_ST.xy + _TextureSample0_ST.zw;
  100.                 float4 tex2DNode1 = tex2D( _TextureSample0, uv_TextureSample0 );
  101.                 clip(0.0);
  102.                 float4 appendResult3 =(float4(( tex2DNode1 + tex2DNode1 ).rgb , tex2DNode1.a));
  103.                 
  104.                 half4 color = appendResult3;#ifdef UNITY_UI_CLIP_RECT
  105.                 color.a *= UnityGet2DClipping(IN.worldPosition.xy, _ClipRect);#endif#ifdef UNITY_UI_ALPHACLIP
  106.                 clip (color.a - 0.001);#endifreturn color;}
  107.         ENDCG
  108.         }}

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
本文转载自: https://blog.csdn.net/liweizhao/article/details/139483846
版权归原作者 阿赵3D 所有， 如有侵权，请联系我们删除。
登录后发布评论

“Unity引擎在UI上渲染粒子播放”的评论:

还没有评论
关于作者
...
overfit同步小助手
文章同步
相关阅读

网络安全法-网络运行安全

使用selenium/drissionpage时如何阻止chrome自动跳转http到https

docker desktop 里部署的Open WebUI 管理员密码忘记了的处理方法

在ubuntu20.04中搭建onsite比赛运行环境

利用开源的低代码表单设计器FcDesigner高效管理和渲染复杂表单结构

Kafka学习笔记

【前端】浏览器输入url到页面呈现发生了什么？