Unity 中基于 CPU 的实时波浪模拟系统 WaveMaker 2

 

WaveMaker 2 是一款专为 Unity 引擎打造的高质量实时波浪模拟系统,采用 CPU 驱动的 Heightfield(高度场)算法,在程序生成的矩形网格上实现真实的流体行为。该插件不仅支持与刚体(Rigidbody)之间的双向耦合交互——即物体可以影响面产生波浪,同时水面也能对物体施加浮力与漂移力,从而实现真正意义上的物理互动。

与市面上常见的仅依赖着色器(Shader)实现视觉效果的“伪水面”不同,WaveMaker 2 的核心是 Mesh Modifier(网格修改器),它在三维空间中进行实际计算,因此不依赖 GPU 高级特性,适用于各类设备,包括移动平台和低端硬件环境。

WaveMaker 2  版本信息\下载方式

版本 Unity 版本支持 提供下载方式 更新日期
1
WaveMaker 2 v2.3
2019.4.34 及更高
百度网盘+夸克网盘 2025-07-12

可编程渲染管线(SRP)兼容性

Unity版本 内置渲染管线 通用渲染管线(URP 高清渲染管线(HDRP
2020.3.48f1
兼容
兼容
兼容
2019.4.34f1
兼容
兼容 兼容

 

🔧 核心技术细节

🧮 基于高度场的实时流体模拟

WaveMaker 2 使用高度场模型(Heightfield-based Fluid Simulation)来表示水面状态。每个顶点的高度值根据流体动力学公式实时更新,确保波浪传播、反射、衰减等自然现象的准确呈现。该系统支持子步进(Substepping)机制以增强稳定性,并允许用户调节波速、阻尼、平滑度等参数,以适应不同材质表现需求。

⚙️ 双向耦合系统:真实物理互动

WaveMaker 2 的最大亮点之一在于其 Two-way Coupling(双向耦合)机制。不同于传统浮力系统只能被动响应对象,WaveMaker 能够根据物体浸入水中的体积动态生成波浪,同时将反作用力反馈给刚体对象,使其产生漂浮、摇晃、位移等自然运动。这种交互方式为游戏、仿真项目提供了更真实的表现力。

📐 支持任意方向与尺寸的平面

该系统可适配任意位置、角度、长度与宽度的水面表面,完全支持本地坐标空间(Local Space)操作。无论是小型泳池、水塘,还是横向延伸的简单河流,均可轻松构建并实时模拟其流体行为。

🖥️ 多渲染管线兼容与跨版本支持

WaveMaker 2 完全兼容 Unity 内置渲染管线(Built-in)、通用渲染管线(URP)与高清渲染管线(HDRP),并支持从 Unity 2020.3.48 至 2023.2.16 的多个版本。所有示例场景均提供 URP/HDRP 和 Built-in 版本,便于开发者快速测试与集成。

此外,系统依赖 Unity 的 Burst、Mathematics 和 Collections 包,底层代码使用 C# 编写,大量运算通过 Jobs System 与 Burst Compiler 进行多线程优化,运行时 CPU 占用极低(通常维持在 0.2ms~1ms 之间)。

🎨 材质自由定制与 API 扩展能力

由于 WaveMaker 2 本质是一个普通网格修改器,因此可搭配任意材质使用,包括透明、反射、折射等复杂 Shader。用户无需受限于特定着色器格式,即可实现如水、泥浆、奶油等多种液体质感。

同时,系统开放了完整的 API 接口,开发者可获取表面高度、梯度、波动数据等关键信息,用于自定义特效、音效触发、AI 行为逻辑等高级功能扩展。

📚 易用性与开发支持

WaveMaker 2 提供丰富的示例场景(Demo Scenes)以及便捷的创建菜单快捷入口,帮助开发者快速入门。官方文档详尽,API 注释完整,且提供 Bug Tracker、F.A.Q. 与论坛支持,确保项目集成顺畅。

此外,系统支持 Idle Mode(空闲状态),当水面无交互时自动降低计算频率,进一步减少性能开销。

⚠️ 功能限制说明

尽管 WaveMaker 2 功能强大,但仍存在一些当前版本未涵盖的使用场景:

  • 不支持破碎波(Breaking Waves)
  • 不适合超大范围水面如海洋、复杂河道或瀑布
  • 本身不含着色器或特效(FX),需自行配合材质使用
  • 不支持空气动力学(如风力影响)、海岸减速等物理效应
  • 不支持根据水深变化调整表面行为
  • Interactors 不支持 MeshCollider,建议使用基础碰撞体(如 BoxCollider)

Leave a Reply

后才能评论