UE4粒子光束类发射器及应用
04 Jul 2015 UE4 粒子 Beam
光束类粒子广泛应用于激光、闪电等有传输路径的效果的模拟。 光束类发射器将粒子由源点到目标点之间相互连接并形成一个流。
当前UE4版本：4.8.1。
光束粒子的使用首先要将类型模块改为Beam Data Type，然后根据需要添加模块和修改属性。
Beam Data Type
光束粒子类型模块，添加了这个模块之后发射器将会变成光束型。
Beam
Beam Method
光束方法。有三种。Distance为沿着X轴方向的光束，Target为两点之间的光束，Branch暂时没有功能。
Texture Tile
调整粒子材质的平铺数，只对第一套UV有效。当Texture Tile Distance被启用时会被其设置覆盖。
Texutre Tile Distance
每一个粒子材质平铺的宽度，为0时关闭设置。
Sheets
沿着光束所渲染的面片的数量。
Max Beam Count
光束的数量上限。
Speed
光束的速度，为0时则直接跳转。
Interpolation Points
当这个设置大于0时，将会在源点和目标点之间进行插值，可以增强噪波的特效。
Always On
当打开这个开关时，发射器将会保证始终有粒子是存活的。
Up Vector Step Size
决定光束的Up向量的方法
| 0 | 在光束的每一个点进行计算 |
| 1 | 在光束的开始点计算并应用到所有点 |
| N | 插值N个点并计算（当前未实现） |
Branching
Branch Parent Name
分支的父发射点名称，必须在同一个粒子系统内。Beam Method为Branch才可用，当前无效。
Distance
Distance
光束的传播距离，Beam Method为Distance时有效。
Taper
Taper Method
光束随着长度变少的方式。
| None | 光束不会变少 |
| Full | 从源到目标点之间变少，无视长度，相对计算。 |
| Partial | 从源到位置之间变少，源为0，位置点为1 |
Taper Factor
光束变少因子。当使用曲线编辑器时，时间轴0.0代表光束的源头，时间轴1.0代表目标点处。
Taper Scale
光束变少缩放。缩放为Taper Factor与Taper Scale的乘积。
Rendering
Render Geometry
是否渲染光束的几何体。
Render Direct Line
调试用。在源点和目标点之间绘制一条线。
Render Lines
调试用。沿着光束渲染生成线。
Render Tessellation
调试用。绘制源和目标之间的细分路径。
Cascade
通用编辑器属性
Beam Modules
当前光束发射器共有4种模块可添加并用于配置光束发射器表现：
Beam Modifier
光束修改器。用于修改光束的源点或目标点的属性。
Modifier
Modifier Type
设定修改器的修改目标。Source为源点，Target为目标点。
Position
Position
修改位置值，可锁定坐标。
Position Options
与Position属性关联的选项
| Modify | 选中才应用修改 |
| Scale | 选中后会将当前的设置缩放到指定的长度，而不是使用修改后的长度进行计算 |
| Lock | 选中是粒子生命周期中该数值将被锁定 |
Tangent
Tangent
修改切线，可锁定坐标。通过切线来决定运算基础线的弧度。
Tangent Options
与Tangent属性关联的选项
| Modify | 选中才应用修改 |
| Scale | 选中后会将当前的设置缩放到指定的长度，而不是使用修改后的长度进行计算 |
| Lock | 选中是粒子生命周期中该数值将被锁定 |
Absolute Tangent
在世界空间中使用绝对切线。
Strength
Strength
修改强度。添加之后会使得光束有一个动态的移动效果，类似于给点加上受力。对开启了Tangent修改的光束影响极大。
Strength Options
与Strength属性关联的选项
| Modify | 选中才应用修改 |
| Scale | 选中后会将当前的设置缩放到指定的长度，而不是使用修改后的长度进行计算 |
| Lock | 选中是粒子生命周期中该数值将被锁定 |
Cascade
通用编辑器属性
Noise
在光束上加上噪波影响的模块。
Low Freq
Low Freq Enabled
是否打开低频噪波
Frequency
噪波的频率
Frequency Low Range
噪波频率下界，当非0有效。
Noise Range
噪波范围。用于计算噪点的分布，使用曲线时，0为第一点，而1为目标点。通常为Uniform形式，以提供一个随机的范围。
Noise Range Scale
噪波范围缩放。
NRScale Emitter Time
当打开时噪波范围缩放将会使用发射器时间，否则使用粒子时间。
Noise Speed
噪波速度，噪点的移动速度。只有Smooth打开时才有效。
Smooth
打开时会在噪点发生之后会进行平滑的移动。
Noise Lock Radius
噪波锁定半径。防止生成的噪点过于接近。
Oscillate
噪波摆动。如果开启，则噪点在发射线两端摆动。
Noise Lock Time
噪波锁定时间。亦即噪点生成之后停留多久进行下一次噪点生成。
Noise Tension
噪波张力。随着这个设置的增强，噪点之间的细分点将会受到更大的张力影响。轨迹会变得更尖锐。
Use Noise Tangent
使用噪波切线。如果开启则会计算每一个噪点的切线。
Noise Tangent Strenth
噪波切线强度。这个值越大，将会使得沿着光束的插值点受到切线方向的影响越大。当这个值为0时，Noise Tension几乎不会对轨迹造成影响。
Noise Tessellagtion
在噪点之间插值细分的数量。使得噪波之后的线条轨迹变得平滑。
Target Noise
打开时将会应用噪波到目标点。光束的终点将在设置的目标点附近进行随机。
Frequency Distance
噪点距离。为0时使用Frequency Low Range~Frequency来决定噪点的频率。不为零时则根据Frequency的值与这个值来共同决定分布，作用在于减少较短的光束上的噪点数，同时保证长光束上的噪点。
Apply Noise Scale
噪波缩放开关。
Noise Scale
噪波缩放因子。决定噪点远离发射线的波幅比例，在Noise Range的基础产生影响，为0则无可见的噪波效果。
Cascade
通用编辑器属性
Source
源点，当未指定这个模块时发射器位置将会作为源点。
Source
Source Method
源点方式。
| Default | 使用Source的设定值 |
| UserSet | 用户指定，常用于武器 |
| Emitter | 使用发射器位置 |
| Particle | 使用其他发射器的粒子 |
| Actor | 使用Actor对象位置 |
Source Name
源名称。在Source Method为Particle和Acotr时有效，如果没有对应，则会使用Source的设定值。
Source Absolute
使用源点绝对位置，亦即不进行变换。
Source
源点位置。当Source Method为Default时有效。采用其他设定却无效时也会使用这个值。
Lock Source
在粒子生命周期中锁定源点。
Source Tangent Method
源切线方法。
| Direct | 使用源与目标的连线 |
| UserSet | 用户指定 |
| Distribution | 使用SourceTangent的设定值 |
| Emitter | 使用发射器的朝向 |
Source Tangent
源切线的设定值。
Lock Source Tangent
在粒子生命周期中锁定源切线值。
Source Strength
切线力量强度。
Lock Source Strength
在粒子生命周期中锁定切线强度。
Cascade
通用编辑器属性
Target
目标点。
Target
Target Method
目标点方式。
| Default | 使用Target的设定值 |
| UserSet | 用户指定，常用于武器 |
| Emitter | 使用发射器位置 |
| Particle | 使用其他发射器的粒子 |
| Actor | 使用Actor对象位置 |
Target Name
目标名称。在Target Method为Particle和Acotr时有效，如果没有对应，则会使用Target的设定值。
Target Absolute
使用目标点绝对位置，亦即不进行变换。
Target
目标点位置。当Target Method为Default时有效。采用其他设定却无效时也会使用这个值。
Lock Target
在粒子生命周期中锁定目标点。
Target Tangent Method
目标切线方法。
| Direct | 使用目标与目标的连线 |
| UserSet | 用户指定 |
| Distribution | 使用TargetTangent的设定值 |
| Emitter | 使用发射器的朝向 |
Target Tangent
目标切线的设定值。
Lock Target Tangent
在粒子生命周期中锁定目标切线值。
Target Strength
切线强度。
Lock Target Strength
在粒子生命周期中锁定切线强度。
Lock Radius
光束的结束点被锁定在目标点的范围内，当光束有Speed设定时用到。
应用
光束粒子发射器的模块和参数都比较多，不在实际中应用很难掌握其具体含义。
参照官方社区的教程Beam Particle (Tutorial)进行操作，是一个类似于放电现象的光束粒子。
材质
第一步与其他粒子系统一样，是制作材质。材质用到了两张贴图：
将材质导入UE4制作成为如下的贴图：
Panner节点在放置之后注意设置x轴速度，默认的情况下是不会进行平移的。
粒子系统
材质创建完成后，新建一个粒子系统并将默认发射器的材质指定为刚刚创建的材质。同时为发射器添加Beam Data Type模块。
然后参照下表修改各个模块的属性：
| 属性 | 值 | 目的 |
| Lifetime Module | ||
| Lifetime | 0 | 使得光束粒子一直存在。 |
| Beam Data Module | ||
| Beam Method | PEB2M_Distance | 光束将沿着X轴方向发射，便于观察效果 |
| Texture Tile Distance | 500 | 光束上贴图的长度为500单位，与下面的长度1000相匹配，使得光束上有两个“点”在流动 |
| Max Beam Count | 3 | 光束个数为3，便于之后添加噪波效果。 |
| Speed | 0 | 粒子立刻到达目标点 |
| Interpolation Points | 50 | 加强下一步噪波的特效 |
| Distance | 1000 | 光束的发射距离为1000，使得光束足够长 |
上面的属性设定完成后粒子系统的效果类似下图。
增加噪波
噪波可以使得光束拥有更多的随机效果，而不是单调的笔直的路径。
噪波模块的属性设置如下：
| 属性 | 值 | 目的 |
| Frequency | 30 | 噪波频率 |
| Low Freq Enabled | 选中 | 打开噪波特效 |
| Noise Range | Vector Uniform distribution | |
| Min:( 0, -50, -50) Max:( 0, 50, 50) | 噪点能够离开光束的范围 | |
| Noise Tessellation | 10 | 使得噪波之后的光束之间的连接变得平滑 |
| Frequency Distance | 100 | 获得合理的噪点个数 |
最终效果如下：
属性测试
关于Beam Modifier模块中的Scale，当发射距离为1000时，如果应用修改器将发射点移动到10000。那么在没有启用Scale时，按照设定每100会有一个噪点。当Scale启用时，10000的长度上依然是10个噪点。 对于可以使用Curv型分布的变量，如果改用Curv型的话可以实现很多不同的效果，由于现在还没有具体使用到，就没有一一的去测试了。