unity实现自定义粒子系统

前言

在unity中，就有自带的粒子系统，但是它有一个缺点，就是粒子上很难找到搭载上组件的地方，因此，在本篇博客中，我们就开始学实现一个自定义的粒子系统。

方法

首先，要实现一个粒子系统，得先要让粒子能移动，并且也要让粒子能自动销毁。因此，就需要自主实现一个临时组件，是particle组件。

particle组件

particle组件实现简单，只需要在Update方法里不断让对象以某个向量前移即可。并等待一小会死亡的时间，然后销毁游戏物体即可，在销毁的途中，我们还可以逐渐让物体颜色变得透明。

public float dieTime = 2f;
public Vector3 direction = Vector3.forward * 0.05f;

private IEnumerator toDie()
{
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        yield return new WaitForSeconds(dieTime / 10);
        gameObject.GetComponent<MeshRenderer>().material.color -= new Color(0, 0, 0, 0.1f);
    }
    gameObject.SetActive(false);
}
void Start()
{
    StartCoroutine(toDie());
}
void Update()
{
    transform.localPosition += direction;
}

这两个组件实现好了，接下来就能试着用这一个组件及组件的默认参数模拟一个粒子了。

模拟好后，也就证明我们的particle组件有效了。

接下去，就要实现粒子系统的核心组件，就是fly组件啦。

fly组件细分一下，有两部分，一部分调整粒子的属性，另一部分则是直接粒子发射出去。我们先把后一部分做好，在做前一部分。

将粒子发射出去

发射一个粒子，就要有一个粒子。要让这个粒子具有particle组件，就要自动给它添加上去。发射粒子要等待，就要一个发射粒子的协程。由于发射粒子时方向要不变，所以在发射时要指定粒子朝向。别忘了要时刻发射粒子。

public GameObject o = 0.1f;
public float summonTime = 0.1f;
private bool isEnd = true;

IEnumerator shot()
{
    isEnd = false;
    yield return new WaitForSeconds(summonTime);
    Instantiate(o, this.transform.position, o.transform.rotation);
    isEnd = true;
}

void Start()
{
    if (null == o.GetComponent<particle>())
    {
        o.transform.AddComponent<particle>();
    }
}

void Update()
{
    if (isEnd)
    {
        StartCoroutine(shot());
    }
}

调整粒子的属性

粒子的属性，最重要的就是粒子的移动的方向。粒子移动的方向在随机同时，要求速度一样，就是向量长度一样，因此，就要用球体函数解决了。

球体函数为$x^2+y^2+z^2=r^2$，$x$和$y$这两个未知数是随机的，但在粒子移动方向射到球体内壁后忽略$\mathbf{z}$轴的某个正方形范围内。假设$r=1$，未知数$z$则可以根据其他的三个未知数来计算，因此，未知数$z$的计算公式为$z=\sqrt{1-x^2-y^2}$。

但是，此时还有问题，就是$y$有时会脱离球体的截面，因此，就要用到圆的函数衍生来的公式$y=\sqrt{1-x^2}$，以此就解决……了吗?不，由于$y$要在某个范围内，设范围的边长一半为$a$，所以最终公式是$y=min(\sqrt{1-x^2},a)$。(由于$r$为$1$，所以$a$的最大值为$1$)

得出这些公式，最后将得到的方向旋转到对象的方向，并设置一下粒子的死亡时间和粒子的速度，就可以设定粒子发射的方向了。

public float a = 0.5f;
public float speed = 0.0618f;
public float dieTime = 2f;

void Update()
{
    if (isEnd)
    {
        if (a < 0)
        {
            a = 0;
        }
        if (a > 1)
        {
            a = 1;
        }
        float x = UnityEngine.Random.Range(-a, a);
        float y = UnityEngine.Random.Range(-(Mathf.Sqrt(1 - x * x) < a ? Mathf.Sqrt(1 - x * x) : a), Mathf.Sqrt(1 - x * x) < a ? Mathf.Sqrt(1 - x * x) : a);
        Vector3 spinPos = transform.rotation * new Vector3(x, y, Mathf.Sqrt(1 - x * x - y * y));
        o.GetComponent<particleRun>().direction = spinPos * speed;
        o.GetComponent<particleRun>().dieTime = dieTime;
        StartCoroutine(shot());
    }
}

接下来，就可以添加这个fly组件以模拟雪了。

之后，我们自制的粒子系统做好了。

后言

在做好粒子系统后，要使粒子能够漂浮，就需要一个浮动的组件，下篇博客教你如何自制一个浮动组件。

示例组件