叶随风动

        这篇文章接着上篇文章，上篇文章基本把LBM这块的核心东西大致说了一遍。有了流体风场，自然就是如何使用了，今天就以风吹树叶来讲述这个方法的优势与不足。

        首先就是考虑如何对风场进行读取和写入，以便与其他的模块，诸于蓝图，材质亦或是其他Niagara进行沟通。

        沟通的媒介就是Render Target，我们需要存储空间的向量信息（这里一般是速度场，当然也可以存其他的，按需求来），把得到的速度场存在名为SimRT的Render Target 3D上，用Grid3D Collection这支“笔”进行写入。有了这些当然还不够了，我们还需要记录风场的信息。比如风场限于性能是有大小的，还要跟随角色移动（角色移动的的话，可以考虑实时传入角色的位置，基于位置算出角色的速度，流体按照角色的相反速度加上去就可以跟随角色移动，此处未实践，仅供参考），最重要的就是坐标的转换了，UE经常在Niagara中三个坐标系来回折腾，分别是最基础的世界（World）坐标，基于Niagara系统的本地(Local)坐标,还有就是Grid3D Collection，Render Target常用到的单位（Unit）坐标。

        为此官方在Grid 3D Gas Update Emitter模块中花了大量精力去进行各种数学运算来完成这些坐标系的转换。而且这个还比较重要，很多地方都会用到，像什么Neighbor Grid 3D也会出现，当然官方都写好了，直接拿出来用也一样，这些东西本来打算写一下的，但反过来一想还是把背后的数学知识推荐给大家吧。

        这里推荐上面的线代全集，以及下面的中间一集（Lecture 03 Transformation）看完总共就4个小时。如果线性代数只学过同济那本那就更加推荐上面的视频了，会对线性代数有着全新的理解。看完之后官方写的东西那就是小菜一碟洒洒水啦。

        

        这里用Render Target 2D要存五个关于风场的数据，注意Override Render Target Filter要用Nearest模式。为什么，直接放图比唠叨一大堆更加简洁明了。

        我要存五个数，下面那个模式直接破坏了数据。不需要对数据进行奇怪操作。

        存了数据，接下来就是考虑如何读取了，目前只试过在材质和其他Niagara中采样数据，蓝图还没有试过。首先是材质：

        把Render Target直接拽进材质里，连在SimRT之前的一大圈东西的目标只有一个，把世界坐标转换成Render Target里的坐标，换句话说假如处在风场的某个世界坐标（110，-151,111）在RenderTarget里的坐标可能就是（0.2，-0.15,0.11）这些数据只是个表象，方便大家理解，并不是真实的。所以包括后面Niagara里也有相同的操作，目的就是将前面的数转化成后面的数。至于其中还有涉及插值什么的，那是图像处理手段，这里就不赘述了。MF_SampleWindData这个就是读取风场相关的数据的。

        

        这个材质主要是Debug用的。本来在材质中我想试试风场对草的影响，如果不涉及交互的话，效果还是不错。但是一旦涉及交互，即我轻轻稍微移动一下交互物体，那么附近的草也会抖动，因为输入的风场速度，会随着交互物体每帧抖动，美术效果上看很奇怪。原因有两个，一个本身LBM只能模拟较小速度，我是倍增了速度。然后这种抖动随着倍增而增加，交互物体的速度远大于模拟速度。第二个就是为什么树叶能用了，树叶是把速度场作为力来看待，力本身突变对于位置的连续性没什么太大影响。树叶的交互就显的十分舒服自然。当然解决方法很多种，但都避开不了一个东西，需要添加额外的消耗。我本意是想通过这个风场，存两张RenderTarget然后影响所有东西，包括树叶，草，树，头发，布料也伴随着交互等等，但实际看来，还需要进一步研究。

        

        这就是在Niagara采样风场的模块了，其实和材质的是一模一样，只是处理方法不同罢了。这里就是把风场的速度作为风力来影响树叶。

        

        整个树叶模块还是比较简单的，没什么花里胡哨的，大部分都是系统自带的。

        对于树叶，落在地面上的交互效果，这部分也处理了很长时间，效果是只能说是差强人意吧。

Leaf Facing Correct By Speed

        

        这个模块就是树叶速度为0时，使其仰面向上。至于树叶落在地面还随着坡度的变化而变化可以做，但是为了这点效果所需的性能消耗就太大了，费半天力，别人还注意不到这种细节。这里Lerp Factor节点，可以调节树叶落地时，方向改变的快慢。有点反常识。但是仔细想想四元数以及Update是每帧都执行计算，就可以理解这个参数就是调节到目标四元数每帧旋转的程度。Make Quaternion from X and Y Vectors，这里XVector的方向就是垂直与叶片方向（把叶片近似的想象为一个平面），叶子落地，大部分叶子肯定不会竖着的，所以X Vector 的数值为（0,0,1）。当然这个数值还可以精修，看自己的需求了。比如加点随机值，上文提到的随坡度变化等等。Y Vector 给个随机值。目前树叶落地就是这样了。

Collision

        碰撞模块碰到了一些问题，之前碰撞采用GPU 距离场的，但是这种会随着碰撞次数增加会Kill掉树叶，你就会发现有些叶子会莫名其妙消失。打开一看，里面东西太多了，又偷懒不想自己写或者修改。就用Analyticals Plane凑活着用，这样粒子就不会莫名其妙消失了。

        其他的都是系统已经有的，模块加上去改改参数就行了，像Areodynamic Drag我都基本用的默认参数，官方默认的参数效果就不错了。至此树叶，不对Niagara就暂时到这里了。