作者： 吴亚峰 , 杜化美 , 张月霞 , 索依娜
6.3 粒子系统
Unity 4 3D开发实战详解
在第一人称射击游戏中，我们会看到很多爆炸、浪花、血液喷溅等绚丽的特效。这些特效如果通过编程实现，将是一件很烦琐复杂的工作。为了简化这一过程，Unity为开发者集成了粒子系统这一仿真工具，使粒子特效的开发变得更简单。
粒子系统不是一个简单的静态系统，在系统中粒子会随着时间的推移不仅不断变形和运动，而且系统会自动产生新的粒子，销毁旧的粒子。这就能表现出和雨、雪、雾、水波、火焰、焰火、烟尘、流星等现象极其相似的效果，极大地提高游戏的可观赏性。
6.3.1 粒子系统的简介
粒子系统在Unity开发平台下可以很方便地引入，很多绚丽的特效都可以通过几步简单的操作制造出来。在本部分将介绍一下粒子系统的具体创建和应用的操作步骤。
1．基础粒子系统
在菜单栏单击GameObject选项，此时会弹出“游戏对象操作”菜单，选择“CreateOther”选项，则弹出“创建”菜单，接着选择“Particle System”选项。即完成粒子系统的创建，如图6-54所示。
2．组件粒子系统
粒子系统不仅是作为一种游戏对象存在于Unity中的，它还可以作为一种组件（Component）依附在其他的游戏对象的。想象一下燃烧的木头，这就是通过在木头对象上依附了一个火焰粒子系统实现的。下面讲解一下粒子系统作为组件的创建方法。
（1） 在菜单栏中单击“GameObject”选项，弹出对象创建菜单，在此菜单中选择“CreateOther”，则会弹出“创建其他”菜单，在菜单中选择“Cube”，创建出一个立方体对象，如图6-55所示。
（2）选中Cube对象，在菜单栏中单击“Component”选项，弹出组件添加菜单，在此菜单中选择Effects，则会弹出效果添加菜单，在菜单中选择“Particle System”。这时就成功地为Cube添加了一个粒子系统组件，如图6-56所示。
Stnd001说明
本案例的场景文件位于随书光盘中源代码/第6章目录下的 PhysicsEngine/Assets/ scene/ CubeParticle。
6.3.2 粒子系统的特性
粒子系统是一个相对较为复杂的游戏对象。一般来说，粒子系统包含的组件有粒子系统主体（ParticleSystem）、喷射（Emission）、形态（Shape）、渲染器（Render）。接下来对其进行详细的介绍。
（1）粒子系统主体。
单击选中粒子系统对象，会发现粒子系统开始动了起来，在属性查看器面板中呈现出的是粒子系统的属性设置器，在粒子系统的第1部分是ParticleSystem。在这一部分中，定义了粒子系统的大部分属性值。该组件在属性查看器中的位置如图6-57所示。
在这一组件中，包含的属性以及含义如表6-3所示。
（2）喷射（Emission）。
喷射中包含两个主要属性，定义了粒子系统的喷射特性，如图6-58所示。
频率（Rate）属性定义了喷射的频率，可以是以时间为标准定义每秒喷射的次数，也可以以距离为标准，定义每单位长度喷射的粒子个数，Rate的第1个参数是喷射次数，第2个参数是喷射基准，可选项为时间（Time）和距离（Distance）。
爆发（Bursts）定义了在某个特定时间喷射一定数量的粒子，这样可以轻松实现爆炸效果。单击该属性右下角的加号可以添加一个预设，第1列Time的数据为喷射的时刻，第2列Particles为瞬间喷射的粒子数目。
说明
Bursts只有在以时间为基准的喷射中才有效。
（3）形态（Shape）。
形态定义了粒子系统的喷射形态，如图6-59所示。粒子系统的形状既可以是系统自带的球体状、立方体状或者半球，也可以有开发者自行指定。这样给予了开发者很大的灵活性。
形态属性定义了粒子可以被喷射的范围。可选项有球体（Sphere）、半球体（HemiSphere）、圆锥体（Cone）、盒子（Box）和网格（Mesh）。前4个选项可以直接通过单击“Shape”后的属性下拉列表选定，网格（Mesh）选项被单击后会弹出网格选择对话框。选择一个合适的Mesh作为限制范围。相关的属性含义如表6-4所示。
（4）渲染器（Renderer）。
这一组件中的属性定义了粒子系统中粒子的渲染特性。本组件位于粒子系统修改器的最底端，如图6-60所示。修改这些属性可以更加灵活地使用粒子系统。
渲染器的相关参数直接影响了单个粒子的显示效果，这些参数的具体含义如表6-5所示。
说明
在粒子系统编辑器的最下端还有两个选项，第1个选项Resimulate表示立即将当前的修改保存到仿真系统中并重新模拟。第2个选项WireFrame表示是否显示粒子系统的线框。
6.3.3 粒子系统的组合使用
粒子系统不仅可以单独用来模拟风、霜、雨、雪等单纯的自然景观，也可以进行组合以后实现某些特殊模型的搭建，如火炬特效。火炬特效是实物模型和粒子系统组合实现的，下面通过介绍火炬的实现，重点讲解粒子系统与其他模型的组合使用方式。
（1）首先在3dMax中，将火炬柄模型导出为FBX格式文件放置在某一位置。
（2）导入模型文件，在Unity的资源列表中，鼠标右键单击空白位置，弹出资源操作菜单，选择Import New Assest…，如图6-61所示。在弹出的资源选择对话框中选择刚刚导出的FBX文件。单击Import按钮，即可成功导入模型文件，如图6-62所示。
（3）导入模型文件成功以后，会在资源列表中出现所需的资源，如图6-63所示，将此模型资源左键拖曳至游戏组成对象列表中，调整火炬的位置使其在摄像机的视野之内。并将任意纹理图拖曳到该对象上，为其指定纹理图，如图6-64所示。
（4）按照顺序GameObject→CreateOther→Sphere进行操作，新建一个球体，如图6-40所示。
（5）选中球体，按照顺序Component→Effects→Particle System进行操作，为球体添加一个粒子系统，如图6-65所示。
（6）调节球体对象的位置，使其与火炬模型上端部分，具体的相对位置如图6-66所示，接下来缩小球体并将其放置在火炬的内部，使其不可见。
（7）选中球对象，在其粒子系统的Shape组件下，Shape的属性值为“Cone”，并调整球体的旋转状态，使粒子的喷射方向为竖直向上。这样保证了火焰是在燃料喷射方向上进行活动的，这符合日常生活中的火焰形态，如图6-67所示。
（8）在Sphere组件中，设置Duration值为5.0，looping为选中态。startLifeTime为1.5。startsize为1，startSpeed为2，StartColor为红色。MaxParticle值为1000，其他的属性保持默认即可，如图6-68所示。
（9）在Emission组件中设置喷射是按照时间为基准，即Rate的第2个参数为Time，第1个参数为200，Bursts没有任何设置，如图6-69所示。
（10）在Shape中设置Angle为10，Radius为0.01。其他的属性保持默认即可，如图6-70所示。
（11）在Renderer组件中，设置渲染模式（RnenderMode）为Mesh，在下面的Mesh属性选择Cube。其他的保持默认即可，如图6-71所示。
（12）接下来在游戏组成列表中进行设置，将Sphere左键拖动到火炬柄模型上（huoju），此时粒子系统就作为火炬柄的子对象绑定在了火炬柄上。这样粒子系统就会随着火炬柄的移动而移动。经过以上设置，即可达到火炬效果，如图6-72所示。
说明
本案例的场景文件位于随书光盘中源代码/第6章目录下的 PhysicsEngine/Assets/ scene/particleSystem。读者可以举一反三，将此种方案加以推广，甚至可以将多个粒子系统加以组合达到更加细致精确的效果
