【Unity】Obi插件系列（六）—

Cloth blueprints

有3种不同的Cloth blueprints类型，每一种都是专门设计的。每一种都有相匹配的Actor类型
1. cloth：普通布不能撕裂，不能与动画网格(animated meshes)一起使用。这是3种中效率最高的
2. Tearable cloth：可以撕裂，不能与动画网格(animated meshes)一起使用。这种撕裂功能会产生内存和时间成本
3. Skinned cloth：设计用于角色布的骨骼动画网格，不能撕裂
要生成基本的Cloth blueprint，请到asset->create->Obi->Cloth blueprint，或者右键点击项目文件夹，选择create->Obi->Cloth blueprint。其他2种蓝图类型可以用类似的方式创建。

生成蓝图

布料蓝图需要一个网格作为输入。因为是用于表示布料的内部数据结构，输入网格必须是2-manifold。非manifold是不支持的，虽然Obi会尽最大努力，但使用非manifold网格有可能会给流水线带来不少麻烦，所以尽量避免使用。
当你按下蓝图inspetor中的 "Generate "按钮时，Obi就会这样做：
1. 生成合并后的网格顶点列表，忽略 UV 和法线接缝。
2. 生成合并后的三角形边和边界边的列表。
3. 每个合并的顶点生成一个粒子，每个合并的egde生成一个距离约束。
4. 分析生成的粒子/距离约束网络，生成弯曲、体积和空气动力学约束。
5. 将所有约束条件分门别类，进行有效的运行时评估。
这个过程可能需要相当长的时间。一旦完成，编辑按钮将被激活。将进入cloth blueprint editor。

Cloth blueprint editor

在Cloth blueprint editor中主要有三种模式，可以通过顶部的3个按钮进入。
- 粒子选择 Particle selection
- 属性绘制 Property painting
- 纹理导入/导出 Texture import/export
Particle selection

-> Selection/editing
- 在粒子选择模式下，你可以选择粒子来修改它们的属性，创建粒子组，并生成约束。要选择粒子，请在场景视图中点击并拖动它们。要取消选择粒子，请按住shift键同时拖动。
- 你可以通过拖动画笔大小滑块来改变画笔大小。你可以将粒子剔除模式改为三个选项之一：
  1. off：所有的粒子都将被绘制并可选择。
  2. back：背对camera的粒子，不会被绘制，也不能选择。
  3. front：朝向相机的粒子不会被绘制，也无法选择。
- 还有一些可用的工具对当前的选择进行操作：
  1. Invert selection：反选
  2. Clear selection：清除选择
  3. Optimize selection：删除所有选定的与任何未选定的粒子没有共享约束的粒子。当你打算将一组粒子附加到一个变换上，并想删除那些在附加后不会对模拟做出贡献的粒子时，这个功能很有用。
优化前
优化选择后，只剩下被选择的粒子与未选择的粒子共享约束
4. Remove selection：删除所选项
5. Restore removed:将使所有因优化或删除而删除的颗粒恢复
你可以获取/设置当前选定粒子的任何属性：
1. Mass: 粒子的质量：决定了粒子在受到任何约束（碰撞、距离、弯曲…）时的表现。决定了当粒子与另一个粒子或刚体发生任何约束（碰撞、距离、弯曲…）时，粒子的行为。
2. Radius: 粒子半径。主要用于碰撞检测。
3. Phase: 粒子相位，用于确定何时应忽略与刚体和其他粒子的碰撞。深入的解释，见碰撞。
4. Color: 粒子颜色。用于存储其他信息，或用于自定义渲染。
Particle groups
- 你可以将那些对你有特殊作用或意义的粒子分组。例如，你可以将矩形布片四角的4个粒子创建一个组，以便以后将其挂在另一个对象上。分组主要用于创建粒子attachments时，但也可以在运行时在自定义脚本中访问。
- 要从当前选择中创建一个新组，只需按列表右下角的 “+“按钮。要删除一个组，从列表中选择它并点击”-”。您也可以通过点击选择按钮选择该组中的所有粒子（使用shift键多选组也可以），您可以通过点击设置来替换当前选择的粒子。
Tethers
- 系绳约束可以防止布中的粒子与其他粒子分离，起到长距离约束的作用。它们通常被用作一种廉价的方法，在低预算模拟中尽量减少不必要的拉伸。
- 要生成系绳，从下拉列表中选择一个或多个粒子组，然后点击生成系绳。这将把所有不在任何组中的粒子拴在组中最接近的粒子上。要删除所有系留，请点击清除系绳。
Visualization
- 所有三种蓝图编辑器模式（选择、绘制和贴图导入/导出）都有一个可视化选项部分。在这里，您可以更改渲染模式，该模式决定了应在场景视图中绘制的元素。一些选项是：
  1. Nothing：只有粒子选择句柄才会被渲染。
  2. Everything: 所有的渲染模式都会同时启用。
  3. Particles：粒子被完全渲染，显示其形状、大小和颜色。这使用了与ObiParticleRenderer运行时组件相同的渲染管道（见粒子渲染）。
  4. Mesh：用于生成蓝图的源网格被渲染。当前选定的粒子属性被用来驱动顶点颜色。你可以使用可视化部分的范围选项（见下文）来确定属性值如何映射到颜色。
  5. Constraints：多种约束渲染模式可以让你在蓝图中可视化约束。
当网格渲染模式处于活动状态时，当前选择的属性（质量、半径等）会被映射到一个颜色梯度上，并用于绘制网格。默认情况下，计算出最小和最大属性值，并将其值映射到颜色梯度上。
->Property painting
- 在属性绘制模式下，可以使用画笔工具直接在布面上绘制粒子属性。绘制时建议启用网格渲染模式工作。
画笔有一个内半径和一个外半径。内半径内的画笔不透明度可以通过改变画笔不透明度值来设置。不透明度在内半径外平滑衰减，在外半径处达到零
大多数属性提供3种模式:
1. Paint: 将当前的属性值移到proprerty字段中设置的值。刷子的不透明度决定了值向目标值移动的速度。
2. Add: 将属性字段中设置的值添加到网格中的属性值。同样地，画笔的不透明度决定了改变数值的速度。您可以按住键盘上的shift键来减去而不是添加。
3. Smooth: 平滑属性值
Selection mask
- 如果当前有一些粒子被选中，可以启用选择遮罩。当选择遮罩激活时，画笔将只作用于被选择的粒子。如果您只想绘制网格的某些部分，这很有用
Texture import/export
- 你可以使用这些工具将任何属性导入/导出到纹理
在导入/导出属性时，请确保你的网格具有非重叠的纹理坐标。对于具有重叠UV的顶点的行为是未定义的，因为多个值可能会映射到同一个顶点。
Import
- 当从纹理加载属性值时，我们需要知道如何将像素值映射到属性值。Obi从0-255像素值范围线性映射到用户定义的属性值范围。
1. Source: 用于读取属性值的纹理。
2. Source channel: 虽然有些属性（如颜色）使用了所有4个纹理通道（红、绿、蓝和阿尔法），但大多数属性（质量、半径…）都是浮点值，所以只需要一个纹理通道来存储/检索它们。使用这个下拉菜单，你可以选择从哪个通道读取数值。
3. Min value: 从像素中读取的属性值，值为0。
4. Max value: 从像素中读取的属性值，值为255。
Export
- 导出颜色属性时，会使用所有4个纹理通道。导出浮点属性时，网格中的最大属性值被映射为白色像素(255)，最小值为黑色像素(0)。值总是存储在红色纹理通道中。
1. Texture width: 纹理的宽度，单位为像素。
2. Texture height: 纹理的高度，单位为像素。
3. Padding: UV接缝处的像素填充量。确保从纹理导入数值时，在UV接缝处读取准确的数值。
输出的粒子半径没有填充
导出的粒子半径以16个像素为填充

Cloth Tearing

ObiTearableCloth组件与普通的ObiCloth非常相似，但是它可以动态地被撕裂。由于它的可破坏性，与普通的ObiCloth相比，有一些限制。
1. 不支持系绳约束。
2. 不支持skinned meshes
Tear capacity
- 可以被撕裂的初始粒子的百分比。值为0意味着在初始化时不会分配额外的粒子，值为1意味着将分配足够的粒子，以确保布中所有的三角形都能被撕裂。
Tear Resistance Multiplier
- 在布匹撕裂之前，必须对其施加多大的力。用牛顿表示。注：该值受每颗粒 "抗撕裂性 "属性的影响。
Tear debilitation
- 将入射到撕裂粒子上的所有边缘的撕裂系数相乘。高值会增加连贯撕裂路径的形成。0.2和0.6之间的数值往往能得到最现实的结果。

高抗撕裂倍数

低抗撕裂倍数

Cloth Proxies

代理可以让你将高质量、复杂的网格 "粘 "到任何模拟的布网格上。这是用来解除模拟和渲染的：你可以模拟一个低分辨率的网格并渲染一个高分辨率的网格。当您要渲染的网格具有复杂的形状，而这些形状应该尽可能完整地保留（如口袋、孔洞、可变厚度），或者是非歧管的，不能直接模拟时，它也很有用。
要设置一个代理，你需要有：
一个源对象，并附加一个ObiCloth组件。
一个目标对象，并附加一个ObiClothProxy组件。
这样，模拟将从源对象网格转移到目标对象网格。请注意，源对象和目标对象可以是相同的：你可以只对网格的某些三角形进行模拟，并使用结果来驱动其余部分。现在我们将看到如何详细设置代理。
Setting up proxies
- 假设你已经设置了一个源对象（添加了ObiCloth组件并正确初始化），现在你必须决定哪个对象将是代理。然后，为该对象添加一个ObiClothProxy组件。
- 代理有三个输入：
  1. Particle proxy：这是用来驱动代理的源对象
  2. Skin map：这是一个asset，它告诉Obi源对象的哪些部分应该驱动目标对象的哪些部分
  3. Target topolgy: 这是目标网格的拓扑结构, 它用来加速skinning过程
- 特殊情况下只有粒子代理可用：有一个布对象，将用于驱动代理。生成目标拓扑的方法和生成布的拓扑完全一样：右击任意项目文件夹，创建–>Obi–>Obi Mesh拓扑，设置输入网格，然后点击检查器中的 “生成”
- 我们仍然缺少skin map。右键点击你的一个项目文件夹，进入创建–>Obi–>Obi Triangle Skin Map
它有两个输入：源拓扑和目标网格。源拓扑是你用来生成布的同一拓扑，目标网格是你的代理对象的网格。
提供这两个输入，点击 "编辑皮肤图 "进入皮肤图编辑器
在皮肤地图编辑器里面，你需要调整两个网格的相对位置/旋转/比例，因为这将是它们的绑定姿势。现在，如果你只是想让整个目标网格与整个源网格进行绑定，只需点击 “Bind”。这将使目标网格与源网格以当前姿势绑定，并生成相应的皮肤信息。
一旦你生成了皮肤图，你可以通过点击 "完成 "退出编辑器。这将关闭编辑器，并返回到你之前的场景。
将皮肤贴图反馈给ObiClothProxy组件，同时提供目标网格拓扑和源布，就可以了。如果你播放你的场景，目标网格将跟随源模拟。在某些情况下，你会希望禁用源对象的MeshRenderer，这样只有目标网格是可见的。
你可以使用同一个布对象来驱动多个代理，只需创建多个ObiClothProxy对象，并将同一个布对象设置为它们的 “粒子代理”。这可以用来为基础布网添加细节。
你可以在有皮肤的网格和普通网格中使用代理，它们既可以作为源，也可以作为目标。它们可以同时作为源和目标。

Character clothing

Obi也可以用来为有皮肤的网格添加布料模拟，比如–但不限于–角色。在任何含有蒙皮网格渲染器的对象中添加Obi Cloth组件，并像往常一样进行设置（为蒙皮网格创建Obi网格拓扑，并将布艺演员添加到求解器中）。最初，蒙皮后的Obi Cloth中的所有粒子都是固定的，并且会跟随网格动画。你必须取消固定那些你想要模拟的粒子。
在模拟蒙皮布时，每一帧都会检索所有蒙皮顶点位置。为了获得最新的顶点位置，动画必须在Obi开始模拟该帧之前更新，否则Obi将使用前一帧的值。在Unity中，Animator组件默认会在LateUpdate之前更新动画。应该将Animator的更新模式属性设置为 “Animate physics”。如果你不这样做，模拟将比动画延迟一帧。
然后，固定的粒子会直接移动到它们被skinned的顶点的位置，而自由粒子会像往常一样被模拟。皮肤约束尽量确保自由粒子最终不会离它们被完全skinned（固定）的位置太远。这种算法可以让Obi有效地模拟角色服装，同时避免剪裁、隧道和类似的伪影。
你可以使用粒子编辑器来设置皮肤约束的每粒子值：
系绳、弯曲、空气动力学、碰撞等继续以与普通布料相同的方式工作。因此，你可以，例如，使你的角色的披风在风中波浪或与环境碰撞。

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