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102
03-UnrealEngine/VisualEffect/Niagara Module笔记.md
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102
03-UnrealEngine/VisualEffect/Niagara Module笔记.md
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@@ -0,0 +1,102 @@
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title: Niagara Module笔记
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date: 2024-02-20 11:14:46
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# 前言
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- UE4 Niagara源码解析:https://zhuanlan.zhihu.com/p/362638250
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不论Niagara Emitter有多少的Module，Module里有多少的脚本，脚本中写了多少东西。我们当然要抓住本质数据，其都是更新某个渲染器所需要的必要参数，也就是如下图所示的信息。
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也就是说，只有这些信息是每个渲染器所需要的，其会传递给渲染线程并最终提交渲染。任何其他参数仅仅为中间变量。因此我们首先关心的是这个数据是存储在什么地方的。由于一个Emitter可以拥有多个不同的Renderer。因此其本身存储在Emitter级别，而不是在Renderer级别。
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因此我们最终传递给渲染线程的数据存储在每个Emitter实例FNiagaraEmitterInstance的FNiagaraDataSet身上。不论是GPU粒子还是CPU粒子。
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# Module 变量类型
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- Input：Module输入的变量。
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- Local：单帧内存在的变量。
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- Particle：粒子级别**持久存在**的变量。
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- Emitter：发射器级别**持久存在**的变量。
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- Engine：引擎提供的只读变量。
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# 粒子属性读取
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在Module中在ParticleAttributeReader中可以读取对应的例子属性。引用的数据的方式有两种：粒子的ID或者Index索引。但是难就难在最初的我不太了解这两个是啥。大致知道是某种编号。ID的话倒是了解一点，但不知道它结果分为Index 和Acquire Tag组合在一起的。
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PS.**Niagara Debugger**工具可以用于检查粒子ID以及对应变量的变化情况。
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# 其他
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1. **发射器固定粒子ID**：勾选发射器上**RequiresPersistentIDs**选项即可固定。
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2. ExportParticleDataToBlueprint：可以输出CPU或者GPU变量
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1. 在该节点上添加蓝图变量名。之后在蓝图的BeginPlay()设置这个变量为该蓝图类。之后实现ReceiveParticleData接口。
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2. GPU 粒子数据导出是通过从 GPU 内存回读的方式进行的。这需要不可预知的非固定帧数，通常为 1-2 帧。
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3. GPU 回读性能受限于回读缓冲区的大小。建议使用最小值的 GPU 固定大小分配来捕捉特定帧中可能发生的所有事件。任何超过固定大小的事件都将无法发送。
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3. Window - GeneratedCode可以看到生成出的HLSL代码。
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Particle的Module都是c++级别写死的。基本位于`Engine\Source\Runtime\Engine\Classes\Particles`目录。基类为**UParticleModule**；Niagara的Module都是蓝图资产，引擎自带的都在 `Engine\Plugins\FX\Niagara\Content\Modules`。基类为**UNiagaraScript**。
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- UNiagaraScriptBase：定义了一些编译相关的接口。ModifyCompilationEnvironment()、ShouldCompile()以及获取模拟元数据接口GetSimulationStageMetaData()。
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- UNiagaraScript：排除掉Editor相关函数，主要的函数为：
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- IsXXXScript()系列判断函数。
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- 相关接口，PreSave、Serialize、PostLoad；基类接口实现。
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- FNiagaraVMExecutableData相关
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- 编译相关。
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- 其他。
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## Niagara里面的相关类型
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### DataInterface
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基类为UNiagaraDataInterface。
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- UNiagaraDataInterfaceTexture：NiagaraDataInterfaceTextureTemplate.ush
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- LoadTexture2D()
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- GatherRedTexture2D()
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- SampleTexture2D()
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- SamplePseudoVolumeTexture()
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- GetTextureDimensions()
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- GetNumMipLevels()
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- UNiagaraDataInterface2DArrayTexture：NiagaraDataInterfaceTexture2DArrayTemplate.ush
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- LoadTexture()
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- GatherRedTexture()
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- SampleTexture()
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- TextureDimension()
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- UNiagaraDataInterfaceVirtualTexture：NiagaraDataInterfaceVirtualTextureTemplate.ush
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- GetAttributesValid()
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- SampleRVTLayer()
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- SampleRVT()
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## Texture相关Module
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- Textures
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- SampleTexture
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- SamplePseudoVolumeTexture
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- SubUV_TextureSample
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- WorldAlignedTextureSample
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- SubUV
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- SubUVAnimation
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- V2
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- SubUVAnimation
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里面的一些节点调用一些函数，这些函数都在对应的**UNiagaraDataInterface**中的**GetFunctions()** 定义，具体的逻辑位于 对应的**xxxTemplate.ush**
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## 生成的代码
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高斯3D里Niagara采用PositionTexture生成的相关代码：
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```c++
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int2 Emitter_SampleTexture_Texture_TextureSize;
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int Emitter_SampleTexture_Texture_MipLevels;
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Texture2D Emitter_SampleTexture_Texture_Texture;
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SamplerState Emitter_SampleTexture_Texture_TextureSampler;
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void SampleTexture2D_Emitter_SampleTexture_Texture(in float2 UV, in float MipLevel, out float4 OutValue)
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{
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OutValue = Emitter_SampleTexture_Texture_Texture.SampleLevel(Emitter_SampleTexture_Texture_TextureSampler, UV, MipLevel);
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}
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void SampleTexture_Emitter_Func_(inout FSimulationContext Context)
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{
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float4 SampleTexture2D_Emitter_SampleTexture_TextureOutput_Value;
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SampleTexture2D_Emitter_SampleTexture_Texture(Context.MapSpawn.SampleTexture.UV, Constants_Emitter_SampleTexture_MipLevel, SampleTexture2D_Emitter_SampleTexture_TextureOutput_Value);
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Context.MapSpawn.OUTPUT_VAR.SampleTexture.SampledColor = SampleTexture2D_Emitter_SampleTexture_TextureOutput_Value;
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Context.MapSpawn.OUTPUT_VAR.SampleTexture.SamplerUV = Context.MapSpawn.SampleTexture.UV;
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Context.MapSpawn.Particles.SampleTexture.SampledColor = SampleTexture2D_Emitter_SampleTexture_TextureOutput_Value;
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Context.MapSpawn.Particles.SampleTexture.SamplerUV = Context.MapSpawn.SampleTexture.UV;
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}
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```
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03-UnrealEngine/VisualEffect/Niagara官方中文视频教学笔记.md
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114
03-UnrealEngine/VisualEffect/Niagara官方中文视频教学笔记.md
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@@ -0,0 +1,114 @@
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## Emitter Properties-Deteminsim
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勾选之后，重复播放的粒子都会是相同（随机值不会起作用）。可以用在制作阶段的效果预览，但需要在制作完后去掉勾选。
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## 查看粒子各项数值与Debug技巧
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在Niagara编辑器中的Window选项卡中开启Attribute Spreadsheet。即可对粒子数据进行捕获并查看。
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你可以在给粒子设置Debug材质的方式来进行指定粒子的查看。具体的方式为：通过Niagara（Bindings）传递参数，之后材质中使用Debug节点进行显示。
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### 按下键盘上的Pause键可以暂停
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同时再按F8可以自由转换视角，或者在编辑器中点击Eject，结束对Character的控制，以此切换为自由观察视角来进行观察。
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### 在play或者Simulate下按下;开启DebugCamera装下
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在这个状态下有着各种调试功能。还可以检查场景剔除情况。
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## Niagara系统的数据传递
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https://zhuanlan.zhihu.com/p/74796515
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1. 从外界把数据传进来<br>
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主要通过ParameterCollection或者直接对NiagaraSystem进行数据设置。（这个数据需要加到Niagara变量中的User标签下）
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2. Emitter内部数据传递<br>
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本质上是使用MapGet和MapSet通过名字来找到数据的。
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3. NiagaraModuleScript之间的数据传递<br>
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4. Emitter之间的数据传递<br>
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在ParticleUpdate里添加事件。（因为需要跟踪粒子Id，所以需要勾选RequiresPersistentIds）<br>
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在需要监听事件的Emitter中的EventHandler中添加监听事件即可。
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## 调节场景中的Niagara粒子播放速度
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命令行输入Slomo [倍率]，即可调节播放速度，例如输入Slomo 0.1，就可以慢动作观察粒子播放了。
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## 使用CurveAsset与CurveAtlasAsset将渐变信息导入材质中
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CurveAtlas可以用于制作渐变贴图，它支持的渐变条数与TextureSize有关（一行一条渐变）。之后再材质编辑器是使用CurveAtlasRowParameter节点即可读取渐变信息。
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给CurveTime输入节点连上上UV节点的R通道即可观察渐变效果。如果把黑白渐变图连上，那结果就会被染色成渐变效果。
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CurveAtlas除了可以调整颜色值，还可以通过调整Alpha值曲线来调整边缘效果。
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另一种思路就是使用材质编辑器中的Gradient系列节点。
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## 让特效具有立体感
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粒子模型使用穿插面片：
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使用Fresnal或者DotProduct节点（记得使用abs），与黑白Ramp贴图相乘，以此来减弱接近平行的面片渲染效果。（记得勾选双面渲染）
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## Ribbon与Beam
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Beam也是使用Ribbon进行渲染的。差别在于，Ribbon是一个一个发射粒子，之后再渲染飘带模型。 Beam是一下就生成完所有粒子的，之后再渲染飘带模型。
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### 设置步骤
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1. 在EmitterUpdate中添加BeamEmitterUpdate
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2. 在ParticleSpawn中添加SpawnBeam
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3. 在Render中添加RibbonRenderer
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记得勾选AbsoluteBeamEnd将本地坐标转化为世界坐标。
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### 调整宽度
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在ParticleSpawn中添加Initialize Ribbon
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### 控制Ribbon UV
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1. 在UV0Tiling Distance设置数值
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2. 在材质编辑器中的对UV进行求余数运算。
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个人认为或许使用WorldPosition应该可以把。
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## 另一种给材质传递传递数据的方法
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对一个StaticMesh调用SetCustom Primtive Data XXX。（可以是float、Vec2、vec3、vec4）之后在材质编辑器中新建一个变量节点，之后在变量节点的Details-CustomPrimitiveData选项卡中，勾选UseCustomPrimitveData。
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它的消耗比Dynamic Material Instance少的多，而且不同的Component都是相互独立的，不像材质集是全局的。
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## 性能调试
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Shift+Ctrl+,开启GPU Visualizer
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限制：其基类必须是Primtive。
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## 直接控制SubImageIndex变量
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通过修改SubImageIndex变量的方式来直接控制SubMaterial渲染结果。
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### 使用随机值进行采样
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可以在Niagara里设置一个变量，在使用SetParameter节点对这个变量赋予随机值，之后使用这个随机值变量对曲线进行采样。（将这个值赋予CurveIndex）
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### 碰撞
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碰撞类型需要与粒子类型相同（GPU与CPU）。同时使用的粒子材质需要是Translucent，使用Mask会影响场景深度，使得Depth不正确，从而导致模拟出问题。
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下雨逻辑，GPU判定碰撞，产生事件，计算碰撞时间与法线，之后生成水花（SubImage）
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If you open the Material function "Imposter_ThreeFrameBlend" you will have to go to each "World to Loc" node and edit the shader code by replacing Primitive by GetPrimitiveData(Parameters.PrimitiveId).
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In the material editor go to Window and then "Find results"
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There you can search for "Custom" this will look for every custom node with custom code. Cycle through every result until you find a World to Loc node.
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Then you can proceed to edit the code. There are a total of 5 nodes which you need to edit.
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The edited code for me looks like this :
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```c++
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#if USE_INSTANCING || IS_MESHPARTICLE_FACTORY
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return mul(InWorldVector, transpose(Parameters.InstanceLocalToWorld));
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#else
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return mul(InWorldVector, (MaterialFloat3x3)GetPrimitiveData(Parameters.PrimitiveId).WorldToLocal);
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#endif
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```
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And like this :
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```c++
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#if USE_INSTANCING || IS_MESHPARTICLE_FACTORY
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float3 temp;
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temp.x = length(TransformLocalVectorToWorld(Parameters, float3(1,0,0)));
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temp.y = length(TransformLocalVectorToWorld(Parameters, float3(0,1,0)));
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||||
temp.z = length(TransformLocalVectorToWorld(Parameters, float3(0,0,1)));
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||||
return mul(InWorldVector, (MaterialFloat3x3)transpose(Parameters.InstanceLocalToWorld)) / (temp*temp);
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#else
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||||
return mul(InWorldVector, (MaterialFloat3x3)GetPrimitiveData(Parameters.PrimitiveId).WorldToLocal);
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||||
#endif
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```
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- https://answers.unrealengine.com/questions/882887/index.html
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- https://docs.unrealengine.com/en-US/Programming/Rendering/MeshDrawingPipeline/4_22_ConversionGuide/index.html
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primitive replace by GetPrimitiveData(Parameters.PrimitiveId)
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```c++
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||||
#if USE_INSTANCING || IS_MESHPARTICLE_FACTORY
|
||||
return mul(InWorldVector, transpose(Parameters.InstanceLocalToWorld));
|
||||
#else
|
||||
return mul(InWorldVector, (MaterialFloat3x3)Primitive.WorldToLocal);
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||||
#endif
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```
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