简介

这是一个用 RenderTarget 模拟水波效果的简单示例，波纹高度模拟和波纹法线计算设计的很巧妙

官方示例说明

官方说明只讲了建立工程的步骤及相关 Blueprint 中的设定，但没有解释其中的原理，此文根据我自己的理解加以说明

RenderTarget

RenderTarget 其实就是一般 3D 渲染概念中的显卡模板缓冲区，可以缓存渲染数据，而 UE4 将其进行了封装，让我们可以方便地用 Blueprint 进行操作，比如绘图

此示例使用了 4 个 RenderTarget，其中 3 个循环使用，以模拟计算波纹高度，另一个用于计算波纹法线

参数值由来

• 0.003906

  此值在高度模拟和法线计算时都有使用，这个值不是随便来的

  此例中使用的 RenderTarget 尺寸都是 512*512，而纹理空间 UV 的取值范围是 [0, 1]，所以每一个像素的大小为 0.001953

  此值即是两个像素的大小

• 0.02

  基于上面的计算，此值约等于 10 个像素的大小

初始施加力

这部分是相对最简单的，就是把鼠标位置映射到纹理空间中的一个点，然后针对每一个像素，根据到此点的距离，线性换算成一个高度值，存入纹理的 R 通道

简单点说就是：

//0.02 - distance 还被约束到范围 [0,1]
h = (0.02 - distance) / 0.02

波纹高度模拟计算

此部分相对是最难的，使用了三个 RenderTarget，对应前一帧、当前帧、下一帧，循环进行模拟

每一帧对每一个像素，使用当前帧的高度图，采样其前后左右四个点，计算出均值并取一半作为此像素的变化趋势

然后减去再前一帧的高度，作为下一帧的高度值，存入纹理的 R 通道

• 问题1

  按照这种模拟计算，由于开始的时候没有再前一帧的数据，导致一开始的几帧，纹理中心部分的高度其实是继续上升的，但很快会降下来，可以通过下面心得部分的方法进行验证

• 问题2

  此处结合两帧的数据，用当前帧计算均势，再应用到前一帧作为下一帧的高度，这个设计很巧妙

  大家可以尝试改成只用当前高度加上趋势进行计算，可以看出其中差异

波纹法线计算

此部分看起来挺难的，道理说透了，其实也简单

跟高度计算类似，对当前帧高度数据的每一个像素，采样其前后左右四个点，前减后，左减右，得到两个十字相交的向量

然后计算向量叉乘，得到的向量作为此点的法线方向

心得

可以通过修改 WaterSurface_BP 中的 UpdateRate 参数，比如改成 5，以较慢的速度看每一帧流体表面的变化