Liquid 2D Simulation 是一款面向 Unity 的 2D 流体模拟系统，开箱即用，能够快速实现逼真的物理流体效果。
借助丰富的配置参数，你可以自由地创建各种不同质感的流体表现。
使用本流体粒子系统，你可以快速实现2D流体的模拟，包括水、岩浆、石油等不同质感的流体。
项目通过流体粒子模拟2D流体效果，并且支持高效地生成大量的粒子，可以用于移动平台。但过多的刚体仍然是一个性能问题。
通过使用 Render Graph 框架，只需一个主相机，并通过 GPU Instance 方式渲染流体粒子。
与传统的单独相机渲染到 Render Target 的方式相比，渲染效率大幅提升。
渲染方式类似 SDF 的融合效果，表现出流体的自然效果。
实际过程中，通过粒子纹理的透明度叠加和裁剪实现粒子融合效果。相比于严格的 SDF 方法，这种方式在性能和效果上达到了更好的平衡，并且不会随着粒子数量的增加而降低性能。
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| URP 2D | 基于 URP2D 的项目。 |
| Render Graph | 使用新的 Render Graph 框架进行渲染，性能大幅提升。 |
| GPU Instance | 使用 GPU Instance 方式渲染粒子，可以一次渲染大量粒子，支持更多粒子数量。 |
| Volume 运行时修改 | 支持在运行时通过 Volume 修改流体粒子的渲染效果。 |
| 物理粒子模拟 | 通过刚体模拟流体粒子的物理效果，使表现更自然。 |
| 粒子物理计算 |
高性能的粒子物理算法，可支持数千粒子依然流畅运行。 |
Unity 6000.2或更新的版本- 2022.3分支支持
Unity 2022.3版本，但是此分支的更新慢于主分支 - URP 2D 渲染管线。Unity 6 版本使用 Render Graph 框架进行渲染
- 与着色器兼容的平台
- main - 主分支，基于 Unity 6 版本。
- 2022.3 - Unity 2022.3 版本分支。如果你需要在更旧的版本上使用此系统，可以查看此分支。更新会慢于主分支。
按你喜欢的方式安装插件，然后你可以直接查看演示场景学习如何使用此系统。
或者，按以下步骤一步步操作。
https://github.com/blurfeng/unity-water-liquid-2d-simulation.git?path=Assets/Plugins/Liquid2DSimulation
通过 UPM 安装插件到你的项目。如果你需要演示场景，使用下面的方式导入。
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打开
Window -> Package Manager。
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点击左上角的
+号，选择Install package from git URL...。
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粘贴上面的 URL，点击
Install按钮。
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等待安装完成后，你会在
Packages里看到Liquid2DSimulation包。你可以导入 Samples 文件夹来查看演示场景。
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导入 Samples 文件夹后，你可以在
Assets/Samples/Liquid 2D Simulation/./Samples目录下看到演示场景。
使用安装包将插件安装到你的项目中。
在 Releases 页面下载最新的安装包。
然后将包导入到你的项目中。
Tip
插件包含了 Samples 文件夹，里面有演示场景。你可以直接从这里开始学习如何使用此系统。
或者按下面的步骤一步步操作来将流体粒子系统添加到你的场景中。
演示场景中已经添加好了 Renderer Feature。
如果你想在自己的场景中使用此系统，你需要在当前的 Renderer 2D Data 中添加 Liquid2D Feature。
你可以从 ./Liquid2DSimulation/Runtime/Resources/Prefabs/ 目录下找到流体粒子预制体 Liquid2DParticle。
建议你从这个预制体创建一个变体预制体，然后修改材质和参数来创建你想要的流体粒子。
你也可以直接自己创建一个流体粒子预制体，然后添加 Liquid2DParticle 组件、Circle Collider 2D 组件和 Rigidbody 2D 组件。
你需要配置 Liquid2DParticle 组件的参数来调整流体粒子的行为。包括 Sprite 纹理，材质，颜色和流体层等等。
在插件的 ./Liquid2DSimulation/Runtime/Resources/Textures 目录下提供了材质和纹理，你可以直接使用。
你可以从 ./Liquid2DSimulation/Runtime/Resources/Prefabs/ 目录下找到粒子生成器预制体 LiquidSpawner。
通过 UPM 安装的情况下，预制体位于 Packages/Liquid 2D Simulation/Runtime/Resources/Prefabs/ 目录下。
建议你从这个预制体创建一个变体预制体，然后修改参数来创建你想要的粒子生成器。
你也可以直接自己创建一个粒子生成器预制体，然后添加 Liquid2DSpawner 组件。
Tip
到这里为止，流体粒子系统已经可以工作了。
但你还需要设置阻挡和遮挡层，来让流体粒子正确地被场景中的物体阻挡和遮挡。
Liquid2DFeature Renderer Feature 用于渲染流体粒子，并最终实现流体效果。
以下主要讲解重要的特性或参数，更详细的参数可以直接查看 Inspector 面板的 Tooltip。
在 Liquid Feature 中使用了 Rendering Layer 来区分指定可以阻挡或遮挡流体粒子的物体。
- 打开
Edit -> Project Settings -> Tags and Layers。 - 在
Rendering Layers中添加一个新的层，比如LiquidObstructor。 - 在你的阻挡物的 Sprite Renderer 组件中，找到
Additional Settings -> Rendering Layer Mask，并选择你刚刚创建的LiquidObstructor层。 - 在 Liquid2DRenderer2D 的 Liquid2DFeature 上，找到
Obstructor Rendering Layer Mask，并选择你刚刚创建的LiquidObstructor层。
Tip
在 GitHub 的项目中，我配置好了正确的 Rendering Layer Mask。
但你将插件导入你的项目时，项目中并不存在这些 Rendering Layer。
但是在演示场景中，你会发现阻挡物很好地阻挡了流体粒子。这是因为原本已经配置了正确的 Rendering Layer Mask。
因为引擎的缓存和机制，它们依旧能够正常工作。但是在你的项目中，这些 Rendering Layer 实际上并不存在。
在演示场景的 Liquid2DRenderer2D 的 Liquid2DFeature 上，Obstructor Rendering Layer Mask 配置显示为 Unnamed Layer 1。
阻挡指的是可以阻碍流体粒子流动的物体，比如挡板、管道、容器、地形等。
你需要在 Renderer Feature 的 ObstructorRenderingLayerMask 中配置用于阻挡的层级。
然后在场景中所有需要阻挡流体粒子的物体的 Sprite Renderer 组件的 Additional Settings 中配置 Rendering Layer Mask。
否则，你会发现流体粒子会覆盖在这些对象的上面。
因为流体粒子的渲染顺序是 RenderPassEvent.AfterRenderingTransparents，在透明物体渲染之后。
所以如果你没有正确配置阻挡层，流体粒子会渲染在不透明和透明物体的上面。
遮挡指的是可以覆盖在流体粒子上面，但不会阻挡流体粒子流动的物体，比如玻璃瓶的正面、地形的正面等。
遮挡的配置流程和阻挡类似。
你需要在 Renderer Feature 的 OccluderRenderingLayerMask 中配置用于遮挡的层级。
然后在场景中所有需要遮挡流体粒子的物体的 Sprite Renderer 组件的 Additional Settings 中配置 Rendering Layer Mask。
但遮挡的物体不会阻挡流体粒子流动（通过物理设置），覆盖在流体粒子之上。
如果你设置了 Cover Color，并且这个颜色的透明度为1（这里透明度代表覆盖强度），那么这个颜色将完全覆盖原有的颜色。
通过设置 Opacity Mode 和 Opacity Value 参数，你可以控制流体的整体不透明度。
Default 模式不会改变粒子本身的透明度。模糊后看起来内部颜色更加不透明，边缘会更加透明。
Multiply 模式会将不透明度和粒子本身的透明度相乘。
Replace 模式会将不透明度直接应用到粒子上。这也会覆盖粒子本身的透明度以及模糊后的透明度。
使用覆盖颜色和不透明度设置，你可以得到均匀的流体颜色。
模糊效果可以让粒子间的融合更自然。
如果你的粒子贴图本身融合效果已经很好，可以关闭模糊来提升性能。
模糊的迭代次数和偏移量决定模糊的强度。更多的迭代次数和较小的偏移量可以获得更好的模糊效果。
由于使用模糊的方式而不是 SDF 方式，所以粒子数量不会对性能产生影响。
因为模糊的原理是对像素进行采样并混合，所以背景的颜色会影响模糊的效果，最终让流体的边缘看起来接近背景颜色。
可以通过算法减弱这种情况但无法完全消除。因此，提供了 blurBgColor 和 blurBgColorIntensity 参数来调节边缘的颜色。
建议使用和粒子整体接近的颜色作为边缘颜色，强度设置为0.5-0.8之间，这样能获得更自然的效果。
你也可以打开 ignoreBgColor 参数来忽略背景颜色的影响（实际上无法完全忽略背景颜色），这会增加一些性能开销。
如果你设置了 Cover Color 并完全覆盖了背景色，就不会有流体粒子边缘融合背景色的情况了，因为粒子本身的颜色和模糊产生的颜色将被完全覆盖。
通过扭曲效果模拟流体的折射。如果流体是透明的，可以看到背后的画面被扭曲的效果。
如果流体是不透明的，可以关闭此效果提升性能。
通过 Edge Intensity 和 Edge Color 参数，你可以控制流体边缘的颜色和宽度。
这能够强调流体的边缘，使其更明显，模拟菲涅尔的边缘效果，或者制作发光的边缘。
通过开启像素化效果，你可以让流体粒子呈现像素化的效果。
这可以使流体适用于像素风格的游戏。
像素化背景可以让流体覆盖的区域也呈现像素化效果，使风格更统一。
Liquid2DParticle流体粒子是组成流体的基本单元。
以下主要讲解重要的特性或参数，更详细的参数可以直接查看 Inspector 面板的 Tooltip。
为流体粒子配置合适的 Sprite 非常重要，它决定了流体粒子的融合效果，最终决定流体整体的视觉效果。
贴图的重点在于对透明度的设计。推荐使用类似 SDF 效果的贴图，中心透明度高，边缘透明度低。
如果你想要更柔和的边缘，可以使用高斯模糊处理贴图。如果你想要更锐利的边缘，可以使用硬边的贴图。
粒子间透明度的叠加和裁剪是实现粒子融合的关键。
与模糊效果相配合，可以实现更自然的流体效果。当然如果贴图本身的融合已经很好，也可以关闭模糊效果来提升性能。
需要注意的是，粒子贴图并不在乎透明范围是否超出了贴图的边界，超出反而能让粒子更早地融合。
假设你使用一个圆形的贴图，贴图的边界是透明的，那么粒子在接触时会有一段距离才开始融合。
但假设贴图边界是 0.6 的透明度，那么粒子在接触时就会开始融合。
碰撞器和刚体是实现流体粒子物理效果的关键。建议使用圆形的碰撞器，这能更好地表现流体粒子的物理效果。
一般碰撞器的尺寸需要小于贴图的尺寸，这样在表现上流体粒子能更好地融合，否则你会看到粒子间的缝隙。
使用 Unity 的物理系统来模拟流体粒子的物理效果。
刚体的质量、线性阻力和重力比例等参数都会影响流体粒子的行为。
你可以通过调整这些参数来模拟不同类型的流体，比如水、岩浆、石油等。
物理材质也会影响流体粒子的行为。通过调整摩擦力和弹性等参数，可以模拟不同的流体效果。
通过启用 Mix Colors，你可以让不同颜色的流体粒子间的颜色进行混合。
两个粒子都需要开启 Mix Colors，才会在接触时混合，并改变自身的颜色。
根据配置，你可以控制混合的速度和混合的范围。
LiquidSpawner 粒子生成器用于生成流体粒子，类似一个水管或喷泉。
以下主要讲解重要的特性或参数，更详细的参数可以直接查看 Inspector 面板的 Tooltip。
通过参数你可以控制喷射粒子的流量和力度。
你可以配置多个粒子预制体。每次生成粒子时会根据权重随机选择一个预制体。
这允许你使用更多不同的粒子来模拟更复杂的流体，比如岩浆。它们通常是不均匀的红色、橙色和黄色的混合粒子。
关于岩浆的配置技巧，这里我将 Cutoff 设置为 0.14，这样流体会保留更多透明度低的部分。
然后启用 Distort 效果。这样你会看到岩浆流体边缘接近透明的部分背景被折射扭曲，类似热气腾腾的效果。
- 物理系统
- 优化：目前在生成大量粒子时，Unity物理系统会很快到达瓶颈。物理系统待优化，自行计算流体物理，或使用 DOTS 系统。
- 流体粒子间的相互物理作用：通过模拟粘性和张力等物理效果，表现不同类型的流体，比如石油、蜂蜜、泡沫等。