處理材質屬性

ParticleProcessMaterial 屬性 — 最小值、最大值與曲線屬性

這個材質中的屬性會控制粒子在其生命週期中的行為與變化。許多屬性都包含 Min、Max 和 Curve 數值，讓你能夠細緻調整粒子的表現。這些值的關係如下：每當產生一個粒子時，該屬性會設定為 Min 到 Max 之間的隨機值。如果 Min 與 Max 相同，所有粒子的該屬性都會相同。如果同時設定了 Curve，則該屬性的值會再乘上粒子生命週期當前點上曲線的值。你可以用曲線來讓屬性隨粒子生命週期變化。這樣就能表達出非常複雜的行為。

備註

本頁將說明如何在 3D 場景中使用 ParticleProcessMaterial。若需瞭解如何在 2D 場景使用請參考 ParticleProcessMaterial 2D 用法。

時間

Lifetime Randomness``（生命週期隨機性）屬性用來控制每個粒子的壽命隨機程度。值為 ``0 時，所有粒子的壽命都相同，由 Lifetime 屬性決定；值為 1 時，粒子的壽命會完全隨機地分布在 [0.0, Lifetime] 之間。

粒子旗標

Align Y``（Y 軸對齊）屬性會將每個粒子的 Y 軸對齊至它的速度方向。啟用這個屬性相當於將 :ref:`Transform Align <doc_3d_particles_properties_draw>` 屬性設為 ``Y to Velocity。

Rotate Y``（繞 Y 軸旋轉）屬性會與 `Angle <#angle>`__ 和 `Angular Velocity <#angular-velocity>`__ 群組搭配，用來控制粒子的旋轉。如果你想讓粒子產生旋轉，必須啟用 ``Rotate Y。只有一種例外：當 Standard Material 的 Billboard 屬性設為 Particle Billboard 時，粒子即使未啟用 Rotate Y 也會旋轉。

啟用 Disable Z （停用 Z 軸）屬性時，粒子將不會沿 Z 軸移動。這裡的 Z 軸是指粒子系統的本地 Z 軸還是世界 Z 軸，取決於 Local Coords 屬性的設定。

Damping as Friction （以摩擦力方式阻尼）屬性會將原本的固定減速阻尼，改為依速度大小變化的減速。

生成

發射形狀

粒子可以從空間中的一個點發射，或以充滿某個形狀的方式發射。Shape``（形狀）屬性控制發射形狀，預設為 ``Point``（點），即所有粒子從粒子系統中心的同一點發射。當設為 ``Sphere``（球體）或 ``Box``（方塊）時，粒子會平均分布在球體或方塊的範圍中發射。你可以完全控制這些形狀的尺寸。``Sphere Surface``（球體表面）則和 ``Sphere 類似，但所有粒子會直接生成在球體表面上，而不是填滿整個球體。

Ring （環狀）發射形狀會讓粒子以環形分布發射。你可以透過 Ring Axis （環軸）屬性來調整環的方向， Ring Height （環高）控制環在其軸線上的厚度， Ring Radius （外半徑）和 Ring Inner Radius （內半徑）分別控制環的外徑及中間空洞的大小。圖片中展示的粒子系統半徑為 2、內半徑 1.5，軸線方向沿著全域 Z 軸。

除了這些相對簡單的形狀外，你也可以選擇 Points （點集合）或 Directed Points （定向點集合）來創造更複雜的發射形狀。詳細設定方式請參考 Complex emission shapes 章節。

角度

Angle``（角度）屬性決定粒子的起始旋轉角度，詳情如上說明。要讓角度設定對粒子產生作用，必須啟用下列其中一項：`Rotate Y <#particle-flags>`__（繞 Y 軸旋轉）會讓粒子繞粒子系統的 Y 軸旋轉；或者 :ref:`Standard Material <doc_standard_material_3d>` 的 ``Billboard 屬性設為 Particle Billboard 時，粒子會繞著指向攝影機的軸心旋轉。

方向

備註

僅設定 Direction （方向）屬性時，粒子並不會立即產生移動效果。必須同時設定速度或加速度相關屬性，這個方向設定才會生效。

Direction``（方向）是一個向量，控制粒子在生成瞬間的移動方向。例如設為 ``(X=1,Y=0,Z=0)，所有粒子會沿 X 軸側向移動；若像噴水池一樣讓粒子往上噴出，則可設為 (X=0,Y=1,Z=0)。

粒子方向的不同設定 — 不同方向設定：僅 Y 軸（左）、X 與 Y 值相等（中）、X 與 Y 並啟用重力（右）

設定方向後，你會發現所有粒子都以相同方向直線移動。可以透過 Spread``（擴散角度）屬性為每個粒子的方向增加隨機變化。值越大，偏離原始方向的程度越高。設為 ``0 表示完全沒有擴散，而 180 則讓粒子朝各方向隨機分布。這常用於模擬爆炸產生的碎片效果。

不同的粒子擴散角度設定 — 無擴散（左）、45 度角（中）、完整 180 度（右）

Flatness``（平坦度）屬性用來限制 Y 軸方向上的擴散。設為 ``0 表示不做限制，設為 1 則會讓粒子完全不會往 Y 軸方向移動，所有粒子會完全在水平面上擴散。

除非你同時設定下面的速度或加速度屬性，否則目前還看不到實際的粒子移動效果。接下來我們將說明這些屬性。

初始速度

Direction``（方向）屬性決定移動方向，而 ``Initial Velocity``（初始速度）則決定移動的快慢。這個速度有 ``Velocity Min``（最小速度）和 ``Velocity Max``（最大速度）兩個屬性，預設都為 ``0，所以一開始看不到任何移動。只要設定這兩個屬性中的任一個，粒子就會開始移動。方向向量會乘上這個速度，你也可以透過設負值讓粒子往反方向移動。

加速度

重力

接下來的幾個屬性群組會共同影響粒子的移動與旋轉。Gravity``（重力）屬性會將粒子朝其設定方向拉動，預設為地球重力大小且朝下。重力會影響所有粒子的運動。如果你的遊戲支援物理運算且世界重力會在運行中變化，可以利用這個屬性同步粒子的重力。若 ``Gravity 設為 (X=0,Y=0,Z=0)，且沒有設定其他移動屬性，粒子將完全不會移動。

角速度

Angular Velocity``（角速度）屬性控制粒子的旋轉速度，詳情請參考上方說明。你可以將 ``Velocity Min 或 Velocity Max 設為負值，讓旋轉方向相反。和 Angle 一樣，必須啟用 Rotate Y 旗標或設定 Standard Material 的 Particle Billboard 模式，旋轉效果才會呈現。

備註

Damping （阻尼）屬性不會影響角速度。

線性加速度

粒子的速度一旦設定後會維持不變，也就是說粒子會以固定速度移動。你可以利用 Linear Accel （線性加速度）屬性讓粒子的移動速度隨生命週期改變，詳情請見上方說明。正值會讓粒子加速，負值則會讓粒子減速甚至反向移動。

請注意，調整加速度時，其實不是直接改變速度，而是改變速度的『變化率』。加速度曲線設為 0 並不會讓粒子停止移動，只是停止速度的變化。也就是說，當前速度是多少，粒子就會一直以該速度前進，直到加速度再次改變為止。

徑向加速度

Radial Accel （徑向加速度）屬性會讓所有粒子受到類似重力的作用力，其作用點在粒子系統中心。負值會讓粒子朝中心聚集，就像行星引力；正值則讓粒子遠離中心。

切向加速度

這個屬性會讓粒子在 XZ 平面上的圓的切線方向上獲得加速度，圓心為粒子系統中心，半徑為每個粒子投影至該平面後與中心的距離。

我們來詳細說明一下。

圓的切線是在某一點與圓相切，且與該點的半徑垂直的直線。所謂粒子系統 XZ 平面上的圓，就是你從上方俯視粒子系統時所看到的圓。

Tangential Accel （切向加速度）永遠只作用於該平面，不會讓粒子沿 Y 軸運動。只要知道粒子在 XZ 平面的位置，就能定義一個以系統中心為圓心、粒子與中心距離為半徑的圓。

Tangential Accel （切向加速度）會讓粒子繞著系統中心打轉，不過半徑會不斷增加。從上方俯視時，粒子會以螺旋方式遠離中心。負值則讓粒子以反方向旋轉。

阻尼

Damping （阻尼）屬性會讓所有移動逐漸減速。每一幀，粒子的速度都會被減少一點，除非總加速度大於阻尼效果，否則粒子會越來越慢，最後停止。值越大，粒子停止所需時間越短。

吸引器互動

如果你希望粒子系統與 particle attractors （粒子吸引器）互動，必須勾選 Enabled （啟用）屬性。若未啟用，粒子系統將忽略所有粒子吸引器。

顯示

縮放

Scale （縮放）決定粒子的大小，詳情如前述。你可以分別設定 Scale Min （最小縮放）與 Scale Max （最大縮放），讓每個粒子尺寸隨機。這個屬性不接受負值，無法用來翻轉粒子。如果你用看板（billboard）方式繪製粒子，必須在 Standard Material 啟用 Keep Size （保持尺寸）屬性，縮放效果才會生效。

顏色

Color``（顏色）屬性決定粒子的初始顏色。只有在 :ref:`Standard Material <doc_standard_material_3d>` 的 ``Vertex Color 群組中啟用 Use As Albedo``（用作基底色）後，才會有效果。此顏色會與粒子材質本身的 ``Color 或 Texture 屬性相乘。

Color 群組下有兩個 Ramp （色階漸層）屬性，讓你定義一連串用於粒子的顏色。 Color Ramp （顏色漸層）屬性會讓粒子在其生命週期內依序變換色彩範圍， Color Initial Ramp （初始顏色漸層）則會在色階上隨機挑選粒子的初始顏色。

要設定色階漸層，請點擊屬性名稱旁的方塊，從下拉選單選擇 New GradientTexture1D。再點一次方塊打開紋理細節畫面，找到 Gradient``（漸層）屬性，點擊旁邊方塊並選擇 ``New Gradient。再點一次方塊，即可看到色彩範圍。點擊色條任一處可新增標記，可拖曳標記調整位置，右鍵點擊則可刪除。選取標記後，可用旁邊的色票工具修改其顏色。

色相變化

與 Color 屬性類似，Hue Variation （色相變化）控制粒子顏色，但方式不同。它不是透過直接設定顏色值來達成，而是透過 偏移顏色的色相 。

色相（Hue）描述顏色的色調，例如紅、橙、黃、綠等，不包含亮度或飽和度。Hue Variation 屬性可用來控制可用的色相範圍，詳見上方說明。

色相變化會疊加在粒子目前的顏色上。你可以透過 Variation Min （最小變化）與 Variation Max （最大變化）設定色相偏移範圍。數值越大，顏色變化越明顯，數值越小，顏色則僅限於原始顏色附近。

不同的色相變化設定 — 不同色相變化值（基色均為藍色）：0.6（左）與 0.1（右）

動畫

Animation``（動畫）屬性群組用來控制粒子 :ref:`Standard Material <doc_standard_material_3d>` 中貼圖集動畫的行為。``Min、Max 與 Curve 的用法如前述。

動畫貼圖集是一種包含多個圖格並排列成格狀的紋理，這些圖格會依序快速播放，形成類似翻頁書的動畫效果。你可以用這種方式製作動畫粒子，例如煙霧或火焰。建立動畫粒子系統的步驟如下：

將動畫貼圖集匯入引擎。如果你手邊沒有現成的素材，可以下載此範例的高解析度圖片：img/particle_sprite_smoke.webp。
建立一個粒子系統，至少設置一組繪製通道（draw pass），並在該通道的網格上指定 Standard Material （標準材質）。
將貼圖集設定到 Albedo``（表面色）群組的 ``Texture 屬性上
將材質的 Billboard （看板）屬性設為 Particle Billboard （粒子看板）。如此會顯示出 Particles Anim （粒子動畫）群組。
將 H Frames 設為貼圖集的橫向格數，V Frames 設為縱向格數。
若希望動畫持續循環，請勾選 Loop （循環）選項。

標準材質部分設定到這裡就完成了，但你還不會立刻看到動畫。這時可以調整 Animation``（動畫）屬性群組。``Speed``（速度）屬性決定貼圖集動畫播放速度，將 ``Speed Min 與 Speed Max 設為 1 即可看到動畫效果。Offset``（偏移）屬性決定新產生粒子的動畫起始格，預設都是從第一格開始，你可以調整 ``Offset Min 與 Offset Max 來隨機動畫起點，讓效果更豐富。

根據你的貼圖集包含的影格數量與粒子的存活時間，動畫可能不會很順暢。粒子存活時間、動畫播放速度與貼圖集影格數的關係如下：

備註

當動畫速度設為 1.0 時，動畫會在粒子生命週期結束前正好播放到最後一格。

\[動畫\ FPS = \frac{貼圖集的影格數}{粒子存活時間}\]

如果你的貼圖集有 64 格（8x8），粒子生命週期設為 1 秒，動畫就會以 64 FPS 非常流暢地播放（1 秒 / 64 格）。如果生命週期設為 2 秒，動畫也有 32 FPS。但若粒子存活 8 秒，動畫就只剩 8 FPS，看起來會非常卡頓。此時你可以將動畫速度調高（如設為 3），提升播放格數來讓動畫再次流暢。

動畫粒子的生命週期 — 同一組粒子系統在不同生命週期時的效果：1 秒（左）、2 秒（中）、8 秒（右）

請注意，GPUParticles3D 節點的 Fixed FPS**（固定 FPS）屬性也會影響動畫播放。為了確保動畫流暢，建議將其設為 0（每一幀都模擬粒子）。若無法設為 0，建議將 **Fixed FPS 設為動畫實際播放的幀率（可參考上方公式計算）。

亂流

亂流會在粒子的移動上加入雜訊，產生有趣且富有生命力的效果。勾選 Enabled （啟用）屬性即可開啟亂流功能。啟用後會出現一系列新屬性，讓你調整移動速度、雜訊模式與對粒子系統的影響程度。詳情請參考 particle turbulence 章節。

碰撞

Mode （模式）屬性決定粒子發射器與粒子碰撞節點的碰撞方式。如果設為 Disabled （停用），則該粒子系統不會有任何碰撞；設為 Hide On Contact （接觸即隱藏），粒子一碰到就會消失；設為 Constant （持續），粒子會與物件碰撞並彈跳。啟用後你會在屬性面板看到兩個新屬性，可用來調整粒子發生碰撞時的行為。

較高的 Friction （摩擦力）數值能減少粒子在表面上的滑動，這在粒子碰到斜面時特別有用，例如要讓落在山坡上的雪不會直接滑到底下。較高的 Bounce （彈力）數值則會讓粒子碰撞後像橡皮球一樣彈跳。

如果啟用 Use Scale （使用縮放）屬性， collision base size （碰撞基礎尺寸）會乘上粒子目前的縮放比例。這樣可以確保當粒子縮放值隨機或隨時間變化時，視覺尺寸與碰撞區域能一致。

更多關於粒子碰撞的介紹，請參閱本手冊的 Collisions 章節。

子發射器

Mode （模式）屬性決定子發射器的產生時機及方式。設為 Disabled （停用）時，永遠不會產生子發射器；設為 Constant （持續）時，會以固定頻率不斷產生子發射器，頻率由 Frequency （頻率）屬性控制。設為 At End （生命週期結束時）時，會在母粒子生命週期結束、即將消失前產生子發射器，數量由 Amount At End （結束時數量）屬性決定。設為 At Collision （碰撞時）時，粒子與環境碰撞時會產生子發射器，數量由 Amount At Collision （碰撞時數量）屬性決定。

啟用 Keep Velocity （保留速度）屬性時，剛產生的子發射器會繼承母粒子當下的速度。

關於如何將子發射器加入粒子系統，請參閱本手冊的 Sub-emitters 章節。