@whichxjy

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粒子系统在射击游戏中的应用

参考教程：Controlling Particles Via Script

先来看看效果图：

这是一个第一人称射击游戏，玩家可以通过鼠标控制手中的枪发射彩色子弹，子弹碰到墙壁后会留下彩色痕迹。

准备

因为重点是粒子系统，所以其余的部件可以直接从 bit.ly/unityparticlescripting 下载。

添加一个粒子系统子对象，命名为 ParticleLauncher：

在默认情况下，粒子是离散发射的。为了让粒子沿直线发射，可以取消粒子系统的 Shape 模块：

为粒子系统添加之前下载好的材质 GunSprayParticle，并设置合适的粒子大小：

因为该场景涉及到物理碰撞，所以此处将 Start Speed 设置为 0，并直接在 Velocity over Lifetime 模块中设置速度：

如果此时运行游戏，会发现发射出去的子弹会跟随着枪移动的方向移动，这显然与现实世界不符。为了解决这个问题，需要将 Simulation Space 属性选择为 World：

由于游戏中的玩家也可以移动，所以最好让粒子继承上层对象的速度：

粒子碰撞

勾选 Collision 模块，并将 Type 属性设置为 World：

设置 Collides With 属性为 Environment，让粒子与 Environment 层的对象碰撞（墙壁和地板的预制已经加入 Environment 层）。为了不让粒子碰到墙壁和地板后反弹，可将 Bounce 属性设置为 0。与此同时，将 Max Kill Speed 设置为 0，将所有碰撞的粒子销毁。最后，勾选 Send Collision Messages，用于触发 OnParticleCollision 函数。

为了显示子弹与墙壁或地板碰撞的痕迹，可以再创建一个粒子系统 SplatterDecalParticles：

因为碰撞的痕迹是片状的，所以需要修改粒子系统的 Renderer 模块：

为了更方便地存储碰撞痕迹的位置、角度、大小以及颜色，可以创建以下的数据结构：

using UnityEngine;

public class DecalData {
    public Vector3 position { get; set; }
    public Vector3 rotation { get; set; }
    public float size { get; set; }
    public Color color { get; set; }
}

为该粒子系统添加 DecalPool 脚本：

using UnityEngine;

public class DecalPool : MonoBehaviour {
    public static readonly int maxDecalNum = 1000;
    public static readonly float minDecalSize = 0.5f;
    public static readonly float maxDecalSize = 1.5f;

    private int decalDataIndex = 0;
    private DecalData[] decalDatas = new DecalData[maxDecalNum];
    private ParticleSystem.Particle[] decals = new ParticleSystem.Particle[maxDecalNum];
    private ParticleSystem decalParticleSystem;

    private void Start() {
        decalParticleSystem = GetComponent<ParticleSystem>();
        for (int i = 0; i < decalDatas.Length; i++) {
            decalDatas[i] = new DecalData();
        }
    }

    public void ParticleHit(ParticleCollisionEvent particleCollisionEvent, Gradient gradient) {
        SetDecalData(particleCollisionEvent, gradient);
        DisplayDecals();
    }

    private void SetDecalData(ParticleCollisionEvent particleCollisionEvent, Gradient gradient) {
        if (decalDataIndex >= maxDecalNum) {
            decalDataIndex = 0;
        }

        // set position
        decalDatas[decalDataIndex].position = particleCollisionEvent.intersection;
        // set rotation
        Vector3 decalRotationEuler = Quaternion.LookRotation(particleCollisionEvent.normal).eulerAngles;
        decalRotationEuler.z = Random.Range(0f, 360f);
        decalDatas[decalDataIndex].rotation = decalRotationEuler;
        // set size
        decalDatas[decalDataIndex].size = Random.Range(minDecalSize, maxDecalSize);
        // set color
        decalDatas[decalDataIndex].color = gradient.Evaluate(Random.Range(0f, 1f));

        decalDataIndex += 1;
    }

    private void DisplayDecals() {
        for (int i = 0; i < decals.Length; i++) {
            decals[i].position = decalDatas[i].position;
            decals[i].rotation3D = decalDatas[i].rotation;
            decals[i].startSize = decalDatas[i].size;
            decals[i].startColor = decalDatas[i].color;
        }
        decalParticleSystem.SetParticles(decals, decals.Length);
    }
}

ParticleHit 函数：当粒子与墙壁或地面碰撞时被调用。

SetDecalData 函数：设置当前碰撞痕迹的信息。由于碰撞痕迹的信息循环复用的，所以如果碰撞痕迹数量超过最大值，那么旧的信息会被新的信息覆盖。

DisplayDecals：通过粒子系统的 SetParticles 函数设置碰撞痕迹，这些碰撞痕迹最终会显示在界面上。

射击

取消 ParticleLauncher 粒子系统的 Emission 模块，以便让脚本控制射击，而不是自动射击。

当子弹与墙壁或地板碰撞后，对应的位置会出现飞溅效果，负责该效果的粒子系统为 SplatterParticles：

为了将发射子弹的粒子系统与实现飞溅效果的粒子系统联系起来，可为 ParticleLauncher 添加一个脚本：

using UnityEngine;
using System.Collections.Generic;

public class ParticleLauncher : MonoBehaviour {
    public ParticleSystem particleLauncher;
    public ParticleSystem splatterParticles;
    public DecalPool decalPool;
    public Gradient particleColorGradient;

    private List<ParticleCollisionEvent> collisionEvents = new List<ParticleCollisionEvent>();

    private void Update() {
        if (Input.GetButton("Fire1")) {
            // set a random color for the bullet
            ParticleSystem.MainModule psMain = particleLauncher.main;
            psMain.startColor = particleColorGradient.Evaluate(Random.Range(0f, 1f));
            // emit the bullet
            particleLauncher.Emit(1);
        }
    }

    private void OnParticleCollision(GameObject other) {
        ParticlePhysicsExtensions.GetCollisionEvents(particleLauncher, other, collisionEvents);
        // display the decal and emit the splatter where the bullet collides with the wall or the floor
        foreach (ParticleCollisionEvent collisionEvent in collisionEvents) {
            decalPool.ParticleHit(collisionEvent, particleColorGradient);
            EmitSplatterAtLocation(collisionEvent);
        }
    }

    private void EmitSplatterAtLocation(ParticleCollisionEvent particleCollisionEvent) {
        // set the position of the particle system for   splatter
        splatterParticles.transform.position = particleCollisionEvent.intersection;
        splatterParticles.transform.rotation = Quaternion.LookRotation(particleCollisionEvent.normal);
        // set a random color for the splatter
        ParticleSystem.MainModule psMain = splatterParticles.main;
        psMain.startColor = particleColorGradient.Evaluate(Random.Range(0f, 1f));
        // emit the splatter
        splatterParticles.Emit(1);
    }
}

Update 函数：在接收到用户点击事件后，设置子弹的颜色并发射子弹。

OnParticleCollision 函数：在发生碰撞事件时，调用 ParticleHit 函数来显示碰撞痕迹，并在碰撞点发射飞溅的粒子。

EmitSplatterAtLocation 函数：设置发射点的值和粒子的颜色，并发射粒子。

粒子的颜色会从 Gradient 中选取：

效果如下图：

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