【URP】Unity[内置Shader]粒子非光照ParticlesUnlit

【从UnityURP开始探索游戏渲染】专栏-直达

作用与原理

ParticlesUnlit是Unity通用渲染管线(URP)中专为粒子系统设计的无光照着色器，核心功能包括：

‌无光照计算‌：跳过复杂光照模型，仅通过纹理和顶点颜色实现高效渲染，适合火焰、烟雾等特效。
‌混合模式控制‌：支持Additive（亮度叠加）、Multiply（颜色相乘）等混合方式，适应不同粒子效果需求。
‌性能优化‌：针对移动设备优化，减少GPU计算负担。
‌粒子专用功能‌：支持翻页动画(Flipbook)、软粒子(Soft Particles)和相机淡入淡出(Camera Fading)等特性。

其原理基于顶点/片元着色器架构，通过ShaderLab语言组织渲染流程，利用GPU并行计算处理粒子数据。

发展历史

‌Unity 5.x时期‌：首次引入标准粒子着色器，区分于通用Standard Shader。
‌2019年URP发布‌：重构为URP专用版本，整合计算着色器支持，优化CommandBuffer调度。
‌2020年至今‌：持续增强功能，如深度纹理交互、Orthographic投影支持等。

具体使用示例

c 复制代码

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"
            // 顶点/片元着色器实现...
            ENDHLSL
        }
    }
}

应用场景：创建火焰粒子时，设置Blend Mode为Additive，使用HDR颜色增强发光效果。

火焰/烟雾效果

‌材质设置‌：使用透明混合模式（Blending Mode选择Alpha或Additive），并加载带有透明度渐变的火焰贴图。
‌颜色控制‌：通过Color Mode属性叠加粒子颜色与材质颜色，例如选择Additive模式增强亮度。
‌顶点扰动‌：在Shader中添加噪声节点扰动顶点坐标，模拟火焰动态扭曲。实现示例：创建Transparent材质，Shader选URP/Particles/Unlit，贴图使用Alpha渐变的火焰纹理，开启Additive混合。

闪电/能量束效果

‌拖尾与噪声‌：启用Trail和Noise模块，设置高频噪声参数模拟闪电分支。
‌动态变细‌：勾选Size over Lifetime，曲线设为1到0使末端逐渐消失。
‌高亮材质‌：使用Unlit Transparent Shader，材质亮度值超过1以触发Bloom光晕。实现示例：粒子系统启用Trail，材质Shader设为URP/Particles/Unlit，贴图为窄渐变条纹。

卡通风格粒子

‌Ramp贴图‌：通过程序生成渐变纹理控制漫反射颜色分层，实现风格化着色。
‌硬边裁剪‌：启用Alpha Clipping并设置Threshold，实现卡通化硬边缘。实现示例：使用脚本动态生成Ramp贴图，Shader中采样贴图控制粒子颜色过渡。

消融/溶解效果

‌顶点裁剪‌：基于顶点Y坐标与阈值比较，通过Alpha Clip丢弃像素。
‌边缘噪声‌：叠加Simple Noise扰动裁剪边界，增强颗粒感。
‌动态混合‌：使用滑块控制溶解进度，混合原始颜色与边缘高光色。实现示例：Shader Graph中连接Position节点Y分量与Step节点，驱动Alpha Clip和颜色混合。

通用配置要点

‌渲染面‌：根据需求选择Front Face（默认）或Both（如树叶）。
‌性能优化‌：避免过度使用粒子数量，优先通过材质和Shader增强表现力。

以上效果均需结合Particle System组件调整发射参数（如形状、速度）以实现完整动态。

Shader Graph应用示例

‌创建节点流程‌：
- 添加Texture Sample节点读取粒子贴图
- 使用Vertex Color节点混合粒子颜色
- 通过Blend节点控制混合模式。
‌关键节点配置‌：
- $Particle Vertex Color\] → \[Multiply\] ← \[Texture Sample\] ↓ \[Blend\] → \[Output$
通过Flipbook节点实现序列帧动画，配合Time节点控制播放速度。

注意事项

移动端需禁用Soft Particles以提升性能。
正交相机需特殊处理深度比较逻辑。
URP版本差异可能导致参数命名变化（如_BaseMap替代_MainTex）

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