【從UnityURP開始探索遊戲渲染】專欄-直達

作用與原理

ParticlesUnlit是Unity通用渲染管線(URP)中專為粒子系統設計的無光照着色器，核心功能包括：

• ‌無光照計算‌：跳過複雜光照模型，僅通過紋理和頂點顏色實現高效渲染，適合火焰、煙霧等特效。
• ‌混合模式控制‌：支持Additive（亮度疊加）、Multiply（顏色相乘）等混合方式，適應不同粒子效果需求。
• ‌性能優化‌：針對移動設備優化，減少GPU計算負擔。
• ‌粒子專用功能‌：支持翻頁動畫(Flipbook)、軟粒子(Soft Particles)和相機淡入淡出(Camera Fading)等特性。

其原理基於頂點/片元着色器架構，通過ShaderLab語言組織渲染流程，利用GPU並行計算處理粒子數據。

發展歷史

• ‌Unity 5.x時期‌：首次引入標準粒子着色器，區分於通用Standard Shader。
• ‌2019年URP發佈‌：重構為URP專用版本，整合計算着色器支持，優化CommandBuffer調度。
• ‌2020年至今‌：持續增強功能，如深度紋理交互、Orthographic投影支持等。

具體使用示例

shader
Shader "Universal Render Pipeline/Particles/Unlit"
{
    Properties {
        _BaseMap("Base Texture", 2D) = "white" {}
        [HDR] _BaseColor("Base Color", Color) = (1,1,1,1)
        _BlendMode("Blend Mode", Float) = 0 // 0=Alpha, 1=Additive
    }
    SubShader {
        Tags { "RenderType"="Transparent" "Queue"="Transparent" }
        Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
        Pass {
            HLSLPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"
            // 頂點/片元着色器實現...
            ENDHLSL
        }
    }
}

應用場景：創建火焰粒子時，設置Blend Mode為Additive，使用HDR顏色增強發光效果。

火焰/煙霧效果

• ‌材質設置‌：使用透明混合模式（Blending Mode選擇Alpha或Additive），並加載帶有透明度漸變的火焰貼圖。
• ‌顏色控制‌：通過Color Mode屬性疊加粒子顏色與材質顏色，例如選擇Additive模式增強亮度。
• ‌頂點擾動‌：在Shader中添加噪聲節點擾動頂點座標，模擬火焰動態扭曲。實現示例：創建Transparent材質，Shader選URP/Particles/Unlit，貼圖使用Alpha漸變的火焰紋理，開啓Additive混合。

閃電/能量束效果

• ‌拖尾與噪聲‌：啓用Trail和Noise模塊，設置高頻噪聲參數模擬閃電分支。
• ‌動態變細‌：勾選Size over Lifetime，曲線設為1到0使末端逐漸消失。
• ‌高亮材質‌：使用Unlit Transparent Shader，材質亮度值超過1以觸發Bloom光暈。實現示例：粒子系統啓用Trail，材質Shader設為URP/Particles/Unlit，貼圖為窄漸變條紋。

卡通風格粒子

• ‌Ramp貼圖‌：通過程序生成漸變紋理控制漫反射顏色分層，實現風格化着色。
• ‌硬邊裁剪‌：啓用Alpha Clipping並設置Threshold，實現卡通化硬邊緣。實現示例：使用腳本動態生成Ramp貼圖，Shader中採樣貼圖控制粒子顏色過渡。

消融/溶解效果

• ‌頂點裁剪‌：基於頂點Y座標與閾值比較，通過Alpha Clip丟棄像素。
• ‌邊緣噪聲‌：疊加Simple Noise擾動裁剪邊界，增強顆粒感。
• ‌動態混合‌：使用滑塊控制溶解進度，混合原始顏色與邊緣高光色。實現示例：Shader Graph中連接Position節點Y分量與Step節點，驅動Alpha Clip和顏色混合。

通用配置要點

• ‌渲染面‌：根據需求選擇Front Face（默認）或Both（如樹葉）。
• ‌性能優化‌：避免過度使用粒子數量，優先通過材質和Shader增強表現力。

以上效果均需結合Particle System組件調整發射參數（如形狀、速度）以實現完整動態。

Shader Graph應用示例

• ‌創建節點流程‌：

  • 添加Texture Sample節點讀取粒子貼圖
  • 使用Vertex Color節點混合粒子顏色
  • 通過Blend節點控制混合模式。

• ‌關鍵節點配置‌：

  • [Particle Vertex Color] → [Multiply] ← [Texture Sample]
    ↓
    [Blend] → [Output]

  通過Flipbook節點實現序列幀動畫，配合Time節點控制播放速度。

注意事項

• 移動端需禁用Soft Particles以提升性能。
• 正交相機需特殊處理深度比較邏輯。
• URP版本差異可能導致參數命名變化（如_BaseMap替代_MainTex）

【從UnityURP開始探索遊戲渲染】專欄-直達
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