Water System
Water System
Water System
Statue Destruction Effect
Bird Flock System
Interactive Bottled Liquid Material
Glass Bottle Material
Procedural Ice Cream Cone
- 水：在UE中开发的水系统，涵盖水面表现、水下效果，以及与环境和角色的交互。
- 雕塑破碎特效：使用Houdini的程序化破碎和UE的顶点动画，制作了一个定向雕像破碎效果，配合打光，尝试不用物理模拟实现电影感的破碎表现。
- 鸟集群运动：基于Niagara创建的鸟群系统。鸟的个体动画通过顶点动画纹理实现，行为及个体间距通过多种力和Neighbor Grid 3D模块控制。
- 交互式瓶装水材质：在Unity URP中设计的交互式瓶装液体材质。液体会根据瓶子的运动动态反应，模拟晃动与波浪效果，并展现折射与反射等视觉效果。
- 玻璃瓶材质：在Unity URP中创建的真实感玻璃瓶材质，具备折射、反射、表面细节及半透明阴影等特征。
- 交互式蝴蝶特效：在Unity中开发的交互式蝴蝶特效。蝴蝶围绕灯笼飞舞，并会被接近的玩家吸引。与玩家接触后，蝴蝶会在梦幻的声音中化为柔和的光点并逐渐消失。
- 程序化冰淇淋甜筒：在Houdini中制作的程序化冰激凌甜筒，可在甜筒上合理放置不同数量不同种类的冰激凌球。
一个综合水系统，涵盖水面表现、水下效果以及与环境和角色的交互。
水面
- 波浪
- 大规模波动：通过基于噪声的位移应用于Virtual Heightfield Mesh实现。
- 细表面波纹：叠加法线贴图，并结合可调节的UV缩放与速度，增强细节真实感。
- 反射
- 屏幕空间反射 (SSR)：通过HLSL实现自定义SSR，提供更精确的衰减和边缘控制。
- HDR反射：叠加HDR环境反射，用于补充屏幕空间外的反射区域，确保无缝的环境效果。
- 折射： 通过噪声扭曲屏幕空间UV坐标生成折射效果，并由深度控制折射强度。
- 深度渐变： 绝对深度渐变用于根据水深计算明暗变化，增加水下视觉层次感；场景深度渐变用于在水线附近创建平滑的过渡效果。
- 菲涅尔效应：添加菲涅耳项，模拟视角与折射反射的自然关系。
- 高光反射：手动计算高光反射，模拟真实的水面光斑效果，同时避免默认Lit材质的性能开销。
水下效果
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暗角：使用椭圆形渐晕遮罩暗化屏幕边缘，增强沉浸感并引导视觉焦点。
- 扭曲与模糊：屏幕空间扭曲模拟水体运动引起的视觉偏移；高斯模糊柔化水下视觉，呈现自然效果。
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深度雾：基于场景深度计算深度雾效果，逐渐遮挡远处物体，模拟光衰减。
- 水线过渡：使用动态的基于模板的遮罩分隔水上与水下视角，随摄像机移动生成平滑过渡区域。
- 水下视角的水面：自定义渲染水下视角的水面效果，动态调整法线与位移，与水面材质匹配。
水体交互
- 环境交互
- 焦散效果：通过基于贴花的焦散效果，结合噪声扭曲采样模拟光线折射；RGB偏移添加色散效果，模拟光的颜色分离。
- 泡沫：根据深度计算生成泡沫，增强浅水区与障碍物的细节表现。
- 湿润效果：基于贴花的湿润效果模拟附近及浸没物体的表面湿痕，可调节透明度与衰减范围，实现自然过渡。
- 焦散效果：通过基于贴花的焦散效果，结合噪声扭曲采样模拟光线折射；RGB偏移添加色散效果，模拟光的颜色分离。
- 角色交互
- 波浪模拟：通过Render Target捕捉角色运动，动态更新水面高度与法线，生成逼真的涟漪与水花效果。
- 摄像机水滴：当从水下浮出时，镜头上出现程序生成的水滴。水滴会逐渐蒸发，其形状与拖尾效果通过基于噪声的算法动态生成。
使用Houdini的程序化破碎和UE的顶点动画，制作了一个定向雕像破碎效果，配合打光，尝试不用物理模拟实现电影感的破碎表现。
模型处理、破碎与数据存储
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模型预处理：将原始雕像简化为半身胸像；调整UV映射，并通过VDB转换重新网格化模型，确保几何体闭合并优化拓扑以适应破碎需求。
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非均匀破碎：基于爆炸点的距离进行非均匀破碎，靠近中心的碎片更小且更密集；使用PyroSource节点在爆炸球体范围内散布点，移除雕像外的点后，将剩余点用作RBD Material Fracture的指导点。
- 数据存储：将质心坐标和距离存储在UV通道中：UV1—X和Y质心坐标；UV2—Z质心坐标和距离到爆炸中心的值。
顶点动画
- 数据读取：在UE中从UV通道解压质心坐标和距离数据，并修正Houdini与UE坐标系统的差异。
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碎片动画包含两种位移：
- 轴向位移：沿爆炸轴的运动，位移大小由破碎进度缩放，并使用噪声和正弦波形模拟重力效果。
- 径向位移：从爆炸轴向外扩散，位移大小由破碎进度与噪声控制。
- 旋转：碎片围绕质心旋转，旋转轴随机，速度与破碎进度挂钩；较小的碎片旋转速度更快，增强动态效果。
- 破碎进度控制：使用标量参数控制破碎进度，基于碎片到爆炸中心的距离决定其位置和旋转状态。
打光与调色
- 调整体积雾与灯光参数，增加深度与氛围感；放置多个立方体遮挡方向光，创造特定形状的丁达尔效应；使用两个矩形灯从特定角度微妙地突出雕塑。
- 在后处理中进行调色，微调整体的色调与情感氛围。
动画与渲染
- 动画控制：在UE的Sequencer中为破碎进度添加关键帧，使用材质参数集合(Material Parameter Collection)同步动画时间轴。
- 渲染输出：使用Movie Render Queue进行最终动画渲染，确保高质量输出。
一个基于Niagara的程序化鸟类集群运动系统，通过顶点动画纹理 (VAT) 动画驱动静态网格，并使用多种力和Neighbor Grid 3D模块控制行为及个体间距。
静态网格的顶点动画
- 转换：使用Unreal的AnimToTexture插件将骨骼动画转换为顶点动画纹理 (VAT)；动画数据存储在纹理中，并通过自定义材质应用于静态网格。通过VAT减少绘制调用，并利用实例化技术提高性能。
- 翅膀拍动随机化：动态材质参数AnimationTimeOffset为每个粒子分配随机起始帧，避免动画同步，呈现更自然的效果。
Niagara系统
- 鸟群行为模拟
- Vortex Force增加旋转运动，模拟动态的鸟群飞行模式。
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Drag Force模拟空气阻力，保持运动的平稳性与控制感。
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Repulsion and Attraction确保鸟群维持队形，同时避免碰撞。
- Curl Noise引入随机混乱的运动，增强自然感。
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维持粒子间距：
使用 Neighbor Grid 3D 模块跟踪每只鸟与其邻居的距离，维持合理的间距。
- 网格初始化：设置每个网格单元的最大邻居数量限制。
- 填充网格 (Fill Grid)：将粒子分布到网格单元中。
- 查询网格 (Query Grid)：计算粒子间的距离，并调整速度以实现逼真的分离效果。
- 调试：使用立方体网格和文本可视化网格及邻居计数，辅助优化鸟群行为。
一个交互性的欺骗性瓶装液体材质，能动态响应瓶子运动，模拟液体的倾斜与波动，同时展现真实感的折射和反射效果。
波动、波浪与裁剪
- 倾斜与波动：顶点围绕液体中心的 x 和 z 轴旋转，方向向量调整动态模拟液体的倾斜与晃动效果。
- 波浪：通过对波动调整后的方向向量应用正弦函数，生成相互交叠的波浪模式。
- 裁剪：使用Step节点将单位方向向量的y分量与从0~1映射到的-1~1的液面高度参数进行比较，通过alpha裁剪呈现预期的液体液面高度。
侧表面
- 折射：通过屏幕空间采样结合高斯模糊实现真实感折射效果。
- 视差效果：通过计算虚拟折射方向的UV偏移，模拟液体内漂浮粒子的深度效果，增强真实感。
- 菲涅耳：叠加一层菲涅耳边缘颜色。
上表面 (主要挑战)
- 表面投影：根据晃动倾斜角度与液面高度计算，将背面顶点投影到液体表面。
- 法线扰动：通过波浪计算生成的法线变化，增强液面动态效果。
- 漂浮粒子：使用扰动的UV采样贴图模拟随液面起伏的粒子。
- 反射：根据法线变化，用反射探针捕捉动态反射效果，并通过脚本实时更新探针位置与液体位移同步。
Output Switching
- 使用Switch by Face节点切换侧表面和上表面效果输出，并用alpha裁剪液面高度。
一个在Unity URP中实现的真实感玻璃瓶材质，结合折射、反射、表面细节和半透明阴影效果。
模型处理
- 在Blender中处理玻璃瓶模型，将内壁与外壁分离，便于更好地控制材质属性并解决透明度排序问题。
Shader Graph
- 厚度与折射：基于法线与视角方向计算厚度，模拟玻璃边缘的自然暗化效果；使用屏幕空间采样偏移实现折射，并通过alpha调整增强光线折弯的真实感。
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反射与高光：利用Unity自带的Lit Shader，启用“Preserve Specular Lighting”选项。
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表面细节：使用粗糙度贴图模拟指纹和污迹等细微表面纹理；添加法线贴图，刻画玻璃表面微小划痕，提升材质真实感。
HLSL Shader
- 半透明阴影：自定义阴影投射行为，使用抖动（Dither）方法生成半透明阴影；将alpha裁剪与阴影投射结合，创建真实的光影过渡效果。
渲染顺序
- 按以下顺序解决透明度排序问题：内壁2998，液体2999，外壁3000
后处理
- 调整HDR天空盒以改善光照与反射的整体效果。添加了后期处理效果来校正 HDR 天空盒的过度曝光，并应用泛光效果来增强玻璃表面反射光泽。
在Unity中制作的交互式蝴蝶特效。蝴蝶围绕灯笼飞舞，并会被接近的玩家吸引。与玩家接触后，蝴蝶会在梦幻的声音中化为柔和的光点并逐渐消失。
粒子系统
- 粒子设置
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配置粒子的大小、生命周期以及球形发射区域。
- 使用粒子系统的Noise、Limit Velocity over Lifetime、Lights等模块模拟蝴蝶的自然运动。
- 自定义贴图与动画
- 在Photoshop中设计蝴蝶尾迹贴图和动画图集（Sprite Sheet），并使用 Stretched Billboard渲染模式应用贴图与动画。
- 最初尝试通过mesh旋转实现翅膀拍动，但因碰撞问题弃用，改用Texture Sheet Animation实现更流畅的效果。
- 外力与碰撞
- 添加球形风场，模拟蝴蝶自然飞行以及被玩家吸引的运动效果。
- 启用碰撞功能，并设置粒子在碰撞时减少生命周期，同时使用子发射器生成发光粒子，粒子逐渐缩小并消失，增强视觉效果。
- 玩家吸引：在玩家身上添加碰撞体与风场，当蝴蝶进入一定范围时被吸引。
- 声音效果：使用脚本在蝴蝶碰撞时触发随机音高与音量的风铃声，营造动态的听觉体验。
在Houdini中制作的程序化冰激凌甜筒，可在甜筒上合理放置不同数量不同种类的冰激凌球。
华夫甜筒
- 基础形状：使用PolyExtrude创建甜筒的基本华夫结构。
- 破损效果：使用PointWrangle和CopyToPoints散布点并添加表面凹凸，模拟自然破损感。
- 华夫格纹理：将网格与粒子结合，使用 VDB 创建纹理结构并加入噪声；使用PointVOP添加颜色变化，增强纹理细节。
- 锥形调整：通过Bend和Lineartaper节点完成甜筒的最终形状调整。
- 基础形状：使用Mountain和颜色节点制作不规则冰淇淋球。
- 变体：
- 巧克力酱：添加噪声后散布点，通过 VDB 细化形状，模拟融化的巧克力酱。
- 糖针：散布点并复制多种大小和方向的糖屑模型。
- 水果块及咬痕：使用布尔操作创建咬痕效果，并填充散布的水果模型，与冰淇淋球融合。
- 使用管状模型建模，通过 VEX 脚本生成条纹装饰，增加甜筒的视觉吸引力。
- 范围限定：使用球体和IsoOffset定义冰淇淋球的摆放体积范围。
- VEX 调整：应用 VEX 脚本，将冰淇淋球的位置分布调整为向上螺旋的模式。
- 位置分配：分配几何索引，并通过CopyToPoints节点将冰淇淋球按逻辑排列到甜筒上。