UE4_材质_雨滴涟漪效果ripple effect_ben教程

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雨水落下时会产生这些非常漂亮的同心环波纹，我们要做的第一件事是创建一个单个的圆环遮罩动画，我们希望环在开始的时候在中心很小，然后放大，然后淡出。

1、创建径向渐变纹理。

我们要从一个简单的径向渐变纹理开始，如下图：

 可以在ps中创建此效果，很简单。

2、动画效果制作

但是我想做的是动画效果，添加时间节点，因为时间是一切动画的基础。

因为我需要的是时间的一部分，所以我添加frac节点，节点frac的作用是无论它输入的是什么样的整数值。都会将其删除，只会保留小数部分。所以我将time节点连接到frac节点。我会得到一个介于0和1之间的重复的数值，从0到1，从0到1，波纹正是这样的。

接下来要做的是要减去1，我要创建一个常数节点，这样我们会得到一个从-1到0变化的值，然后再创建一个add节点，我要把渐变纹理加到里面去，这样我们会得到纹理从小到大并且向外逐渐扩张的效果。

这就是动画波纹效果的开始。从小逐渐变大再到无再从小变大。

3、多圈涟漪效果制作

接下来要做的是稍微增加对比度。我要乘以一个很大的值。它用于控制我的波纹的边缘的尖锐程度：当为20的时候，也就是原来的径向渐变是最大的时候，这个值乘以20，也就是原来0.05的位置的值变成了1.渐变过渡变得非常窄了。效果如下：

我还需要把它限制在0到5之间，目的是为了后面产生5圈涟漪的目的。

现在，如果我想创建波纹效果，我真正需要使用的是正弦波。正弦会产生好多0到1的渐变。

大家再来回顾下sine的曲线图：

正弦周期内有一半的值是低于0的，即为黑色。它与数学中的正弦函数是有区别的，我们为了让它与数学中的正弦函数相一致，可以修改它的周期为2π（6.283185）。

现在只有一个涟漪，如果我们想得到多个涟漪，我们可以乘以π。

这样又得到了多个涟漪效果。

接下来要做的就是弄清楚如何当它们到达尽头时，这些波纹立即在边缘消失。我应该怎么做呢？

4、越靠近边缘越暗的遮罩制作

我可以利用我的时间值，以便随着时间的变大，我要做的就是oneminus，当它接近1时，该值会降低。也就是原来的从0到1变为了从1到0。也就意味着越靠近边缘越暗。我们让涟漪的结果乘以这个变化就行。

我们就得到了这样一个越靠近边缘越暗的漂亮的遮罩。圆环越靠近边缘，它们也会逐渐消失。

5、使用自制的法线和遮罩组合而成的纹理

我们现在需要做的是，我们有一个非常漂亮的遮罩用于圆环，圆环遮罩转换成一些法线，为了做到这一点，我要改变这里的纹理，而不是雨滴渐变，我将选择这个raindrop雨滴的纹理，让我们看一下该纹理的外观。

各个通道如下：

红色通道是径向渐变如下

绿色通道如下

蓝色通道如下：

可以看出在绿色和蓝色通道是一个圆锥的法线贴图的x和y，我需要在蓝色通道中获取绿色，绿色通道中获取我的红色，我使用append节点，

然后我要乘以2减去1，因为法线向量范围是从-1到1的，而不是0到1，现在我有了法线数据的前两部分，要想让它变成normal，我需要在附加1这个值来作为法线的Z轴上的分量，数学上来说是不对的，但这样速度快。

连接到材质的normal引脚，来看看效果：

法线具有了小水滴的效果了。

但是我想做的事是根据我的遮罩为法线设置动画。在附加1之前，我需要把x和y的值乘以遮罩。

运行想过如下：

非常好的波纹形状，正是我想要的。

6、制作多个涟漪的纹理贴图

接下来我想做的不是一个涟漪，而是一堆涟漪，那样我就需要复制好多个，调调不同的大小。如下图：

但这儿还有个问题，我们需要不同的涟漪出现的时间不同，而不是像下面这样同时出现。

我们需要使用时间偏移图：

使用不同的颜色来表示开始的时间，正好放在纹理贴图的alpha通道中存储，

我们只要把时间偏移图加到time中去即可：

这时再来看效果：

这样我们就得到了不同时间发生的涟漪。

法线的基础知识可以参照这篇文章：

3D游戏常用技巧Normal Mapping (法线贴图)原理解析——基础篇

https://www.cnblogs.com/wangchengfeng/p/3470310.html

人眼对物体的凹凸感觉，很大程度上取决于表面的光照明暗变化，如果能通过一张贴图在一个平面上表现出由凹凸造成的明暗变化，则可以让人眼感觉这个平面是凹凸不平的（虽然这个平面还是平的）。法线贴图正是为了这个目的而产生的。

准确的说，法线贴图是Bump Mapping（凹凸贴图）的其中一种。第一个Bump Mapping由Blinn在1978年提出，目的是以低代价给予计算机几何体以更丰富的表面信息。30年来，这项技术不断延展，尤其是计算机图形学成熟以后，相继出现了不少算法变体，法线贴图就是其中很重要的一种。研究人员对法线贴图进一步改进，出现了Parallax Mapping（视差贴图）, Relief Mapping等技术，实现了更逼真的效果。本文仅针对法线贴图进行介绍。

一条法线是一个三维向量，一个三维向量由x, y, z等3个分量组成，在法线贴图中，把(x, y, z)当作RGB3个颜色的值存储（如图2），并将其每个分量映射到[-1, 1]。例如，对于x, y, z各有8位的纹理，[0， 128， 255]表示法向量(-1, 0, 1)。

法线贴图中存储的法线最初是定义在世界空间中，但在实际中，这种方式很少见，因为只要物体移动，法线贴图则不再有效。另一种方式就是将法线存储在物体的局部空间中，物体可以进行刚体变换（平移，旋转，缩放），法线贴图依旧有效，但是这种方法并不能应对任何方式的变换，并且法线贴图不能在不同物体进行复用，增加了美工的负担。所以，现在现在普遍采用的解决方案是将法线存储在切线空间中。

简单的来说，切线空间可以理解为纹理空间的u，v方向和法向量n，这3个方向构成了切线空间，一般使用T、B和N表示，如图3所示。具体解释见【D3D11游戏编程】学习笔记二十四：切线空间（Tangent Space）_计算切空间 d3d-CSDN博客，这个博客解释的很好，没见过的童鞋可以看一看，第一次理解可能会有点困难。