PhysX パーティクルシステム リファレンス

ドキュメントの概要: PhysX パーティクル システムと、メッシュ/スプライトエミッタにおけるその使用法、ならびにグローバル パーティクル LOD の適用。

ドキュメントの変更ログ: Simon Schirm により作成。

概要

PhysXParticleSystem は、!PhysX 流体パラメータのコンテナです。このパラメータセットはエディタ内で分かりやすく整理されていて、2.8.0 (まだ統合されていません) で登場する新しいパラメータを反映するフィールドも含まれています。!PhysXParticleSystem は多数のエミッタによって共有することができ、そのためパーティクル シミュレーションの物理特性の調整データを簡単に再利用できます。!PhysXParticleSystem は PhysX シーンにパーティクルの運動と衝突を提供するほか、SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics、平滑粒子法) 流体のシミュレーションを実行するように設定することもできます。

PhysXParticleSystem オブジェクトを使用するには、特別な PhysX エミッタタイプのデータモジュールからこれを参照します。選択可能なモジュールとして、 PhysXMeshTypeData と PhysXSpriteTypeData の 2 つがサポートされています。いずれのエミッタタイプも、グローバル LOD の振る舞いを調整するパラメータを提供しています。

PhysXMeshTypeData は、回転メッシュとしてパーティクルを表示するのに使用でき、破片や落ち葉など小さな単純オブジェクトのシミュレーションに適しています。大規模のパーティクルエフェクトを実現するために、このエミッタタイプは高速のインスタンスレンダリングパスを使って最適化されています。

PhysXSpriteTypeData では、!PhysXParticleSystem を用いてあらゆるタイプのスプライトパーティクルのアニメーションを操作できます。

PhysXParticleSystem オブジェクトを用いてシミュレートするすべてのパーティクルについて、LOD の制御が可能であり、シミュレートするパーティクルの量やパーティクルのLifetime、およびスポーン動作を、個々のエミッタに対して調整できます。 EmitterLodControl を参照してください。

PhysXParticleSystem

PhysXParticleSystem を新規作成するには、Generic ブラウザで右クリックして [New PhysXParticleSystem] (新規 PhysX パーティクルシステム) を選択します。!PhysXParticleSystem は基本的なアセットエディタで編集できます。

最も頻繁に使用するパラメータは、最初の 3 つのカテゴリー (Buffer 、 Collision 、 Dynamics) にあり、あまり使用されないパラメータや調整が難しいパラメータ (SPH パラメータなど) は、 SdkExpert の下にあります。

ガイドライン:

• bTwoWayCollision を有効にすると、衝突時のメッシュパーティクルの自動位置付けが無効になります。
• SPH を使用する場合、適切なパフォーマンスや動作を得るには KernelRadiusMultiplier は通常 1.7 から 2.0 の間の値に設定するようにします。
• SPH を使用しない場合、パーティクルの力場のスケーリングに RestDensity を使用することができます。現在の PhysX の力場はまだ機能固有のスケーリングをサポートしていないので、これを必要とする可能性があります。

パフォーマンスチューニング:

• CollisionDistance と、特に MaxMotionDistance は、指定エフェクトに対して出来るだけ低い値を設定することをお勧めします。
• 計算の並列処理には通常の空間グリッドを使用し、衝突と SPH ダイナミクスではいずれもグリッドセル (パケット) を使用します。
• パケットサイズの定義式: KernelRadiusMultiplier * RestParticleDistance * PacketSizeMultiplier.
• 任意のユースケースで良好なパフォーマンスを得るには、パケットサイズが決め手です。
  • パフォーマンスを重視する場合は、パケット数が少ない (サイズが大きい) 方が適しています。
  • サイズは衝突効率の計算時間 (および PPU 上のメモリ使用) に影響します。
• SPH の場合は、以下の 3 つの相対値パラメータセットによりパケットサイズを定義します。
  • KernelRadiusMultlier は約 2.0 に設定する必要があります。
  • RestParticleDistance はエフェクトのスケールに応じて指定します。
  • PacketSizeMultiplier は、シナリオの密度に応じて選択します。パーティクルの密度が比較的高い場合は、小さなサイズを選択します。
• 相互作用なしのパーティクルの場合、最適な衝突セットの選択が必要です。
  • KernelRadiusMultiplier と RestParticleDistance を PacketSizeMultiplier に対してむしろ大きな値に設定することで、PPU 上のメモリ消費量を抑えることができます。

PhysX メッシュエミッタ

PhysXMeshEmitter は、カスケードメニューの [Type Data] (タイプデータ) フィールドで、[PhysX Mesh Data] を選択して作成します。

PhysX Mesh Data のプロパティ ダイアログには、!PhysX 固有のプロパティがいくつか含まれています。

スポーンするすべてのモジューをサポートしますが、使用可能なアップデート モジュールについては SizeByLife のみサポートしています。

ガイドライン:

• 異なるエミッタで同じ PhysXParticleSystem を共有できる場合は共有します。
• 汎用 PhysXRotationMethod は出来るだけメッシュにぴったり一致させます。適切に合わせるために、メッシュの配置を変更しなければならない場合があります。

PhysX スプライトエミッタ

PhysXSpriteEmitter は、カスケードメニューの [Type Data] (タイプデータ) フィールドで、[PhysX Sprite Data] を選択して作成します。

PhysX Sprite Data のプロパティ ダイアログには、!PhysX 固有のプロパティがいくつか含まれています。

PhysX スプライトエミッタは、!PhysX メッシュエミッタのような最適化はありませんが、メッシュエミッタより柔軟性があります。シミュレーション中のパーティクルの位置または速度の更新、あるいはパーティクル消滅を行うモジュールを除いて、すべてのモジュールをサポートしています。

グローバル パーティクル LOD

Unreal エミッタ システムは、距離ベースの LOD 機能を提供します。PhysX エミッタの実装では、追加の LOD メカニズムによりグローバル パーティクルの予算を設定することができます。必要なパラメータにアクセスするには、!WorldInfo.Physics をアクティブにする必要があります (WorldInfo.uc で、"hidecategories(Physics )" のコメントを外します)。

グローバル パーティクル LOD を適用して協働的に機能させるには、2 つの基本的な方法があります。

1. FIFO モード: エミッタエフェクトのパーティクルを優先待ち行列内で編成します。古いパーティクルは優先順位が低くなり、パーティクルが予算オーバーした場合に先に消去されます。各エミッタエフェクトに対してパーティクル消去の優先順位を設定することもできます。
2. エミッションボリュームの削減: 特定のエミッタのパーティクル予算に合わせるために、エミッションボリュームを削減することができます。ボリュームは、パーティクルの平均存続時間と平均速度の積として定義され、パーティクルの全体的な予算はすべてのアクティブなエミッタ間で配分されます。

各レベル上に異なる LOD 設定が存在します。

制限事項と確認されている問題

• PhysXMeshTypeData エミッタは、!SizeByLife のアップデートモジュールしかサポートしていません。このサポートは、少なくともランタイムの頂点色のアップデートにも拡張する予定です。
• PhysX エミッタではリアルタイムプレビューが適切に動作しません。
• 現在は、同じタイプのすべての PhysXMeshTypeData エミッタが 1 つのバッチとしてレンダリングされます。将来は、バッチレンダリング用にエミッタ インスタンスのカスタムグループ化をサポートする予定です。
• PhysX エミッタは衝突メッシュのカスケード プレビューでは機能しません。
• 現在のところ、エミッタの準備時間のサポートは提供していません。
• bUseLocalSpace はサポートされていません。