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VFX与模拟2 MIN READ

VFX纹理动画

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同一张纹理可以逐帧换图，也可以沿流向连续移动。VFX纹理动画先选择时间参数怎样映射到采样坐标，再处理周期接缝、帧间插值和mip。两种表示都要保持动画尺度与资产布局一致。

Flipbook

Flipbook 把多帧烟、火或爆炸打包进一张图集。给定列数 CC、行数 RR 和帧索引 ff：

x=f mod C,y=⌊f/C⌋x=f\bmod C,\qquad y=\lfloor f/C\rfloor

局部 UV 缩放到单格后加上 (x/C,y/R)(x/C,y/R) 偏移。需要确认贴图原点方向，否则帧序会上下颠倒。

帧间直接切换会抖动。帧间混合同时采样相邻两帧并插值，运动更平滑，但纹理采样翻倍，也可能产生重影。

图集每格需要边缘扩展。Mipmap 和双线性过滤会跨格采到相邻帧，产生边缘串色。可以扩边、使用专用 Mip，或在着色器中收紧单格 UV。

极坐标 UV、流向与噪声

圆形冲击波可把中心化 UV 转为极坐标：半径控制环形推进，角度控制沿圆周的纹理采样。

流向图用 RG 表示二维流向，按时间偏移 UV。单次滚动在周期重置时会跳变；常用两组相差半周期的采样，再用三角权重交叉淡入淡出。

噪声不要无目的叠加。区分用途：

  • 大尺度噪声改变整体轮廓；
  • 中尺度噪声控制密度和卷动；
  • 小尺度噪声补表面细节；
  • 时间偏移控制运动速度。

多层噪声会增加采样和 Alias，应为远距离准备简化版本。

双相流动

伪代码输入UV、二维流向和时间，两个相位用周期权重交叉淡化，避免单次回绕跳变。

text
phase0 = frac(time)
phase1 = frac(time+0.5)
c0 = Sample(uv-flow*phase0)
c1 = Sample(uv-flow*phase1)
weight0 = 1 - abs(2*phase0 - 1)
weight1 = 1 - abs(2*phase1 - 1)
color = c0*weight0 + c1*weight1

例如周期时间0.25时，两相位为0.25、0.75，权重均为0.5；时间到1时第一相位从接近1跳回0，但它的权重同时趋零，第二相位为0.5且权重为1，遮住了第一份UV的跳变。这要求纹理采样本身在第二相位附近连续，资产里的UV缝仍须单独处理。

每个相位在回绕到零时权重也为零，纹理坐标的跳变因而不直接进入输出。两组相差半周期，三角权重之和为一；若改成两个任意正弦权重，必须重新归一化，否则整张纹理会周期性明暗。这里 time 表示已乘流动频率的周期数，flow 表示每周期的 UV 位移。

验证方法

固定时间检查图集帧索引与原点，跨周期观察连续性。移动镜头检查mip串色与UV缝，流向速度单位、纹理重复和遮罩是否跟随预期空间分别核对。

实现状态：正文片段用于解释本页数据流与边界条件；完整宿主的编译、运行及性能测量尚未执行。可运行的独立模型以本页列出的具体测试为准。

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参考资料

  • Microsoft：frac：周期小数部分；正文双相流权重与回绕连续性为独立推导。