6.3 噪声节点族与随机化

6.3 噪声节点族与随机化

本节摘要：噪声是"看起来随机但平滑连续"的数值场，是溶解图案、云雾、地形起伏、能量纹理的公共来源。本节讲清图内生成噪声与贴图噪声两条路线的取舍，演示 Gradient Noise 的参数化用法，并交代随机数节点与噪声的本质区别。

为什么需要噪声

想象两种"随机"：掷骰子式的真随机，相邻两次结果毫无关系；噪声式的伪随机，相邻点数值接近、整体分布无规律但过渡平滑。着色器几乎只需要后者——溶解的碎裂边缘要连成一片才有"烧灼"感，云要有团絮结构而不是雪花点。这种"平滑的随机"就是噪声场：把二维坐标（通常是 UV）喂进去，输出一个零到一（或负一到一）的平滑随机值。

两条供给路线。路线一：噪声贴图。 让美术或工具生成一张灰度噪声图，普通采样取回来。优点是可控可换、成本就是一次采样；缺点是平铺痕迹与分辨率限制。路线二：节点生成。 Shader Graph 内置 Gradient Noise、Simple Noise、Voronoi 等程序噪声节点，直接由坐标计算。优点是无限分辨率、参数可调；缺点是每个像素都在实时计算，比贴图采样贵。选型口诀：静态图案用贴图，动态参数用节点。

Gradient Noise 节点实验

节点搜索输入 Gradient Noise，它的输入是 UV（Vector2）与 Scale（缩放），输出零到一的噪声值。做一组对照实验，固定接法：Gradient Noise 输出直接接一个 Unlit 图的 Base Color（灰度直显），赋给平面。

实验一：Scale 为 4——预览出现大块絮状明暗，像云。实验二：Scale 为 32——变成细密的颗粒纹理，像磨砂。Scale 的本质是坐标放大倍数，与 4.1 节 Tiling 是同一件事：坐标放得越大，同样的贴图（这里是噪声函数）在表面重复得越密。实验三：把 Scale 接一个 Vector1 属性 NoiseScale 并在材质面板拖动——找一遍"噪声频率"的手感，溶解效果的碎裂粒度就靠它。

实验四（本节最重要）：把 UV 输入换接 4.3 节的滚动链（Time 乘速度乘方向接 Offset），噪声开始缓慢"翻涌"——云层、水面波纹、能量场的活体感就这么来的。噪声加时间，是动态效果半壁江山的公式。

图：噪声在效果体系中的位置与典型用法

三个噪声节点的能力边界

Gradient Noise（梯度噪声）：最常用的全能噪声，絮状、平滑、方向感弱，云雾与溶解首选。Simple Noise：更简单的实现，成本低一些，颗粒感略强，对质量不敏感的场景可以替换。Voronoi（泰森多边形）：输出不是平滑明暗而是"细胞边界"结构——龟裂大地、鳞片、能量护盾碎格都是它。三者输出结构完全不同，选错节点效果方向就错，动手前想清楚要"团絮"还是"裂纹"。

关于随机数节点（Random Range 等）：它对每个像素独立掷骰子，输出的是真随机颗粒噪点——适合电视雪花屏、颗粒后期这类"越碎越好"的场景，不适合溶解云雾。一句话：要颗粒找 Random，要团块找 Noise，要裂纹找 Voronoi。

多层噪声叠加的层次感

单层噪声的团块均匀，真实的云与燃烧有"大团裹小团"的层次。做法是把两个不同 Scale 的噪声叠加：低频（Scale 小）定大形态，高频（Scale 小数倍）叠细节，权重上低频占七成高频占三成。程序噪声直接连两个节点相加即可；贴图方案则叠两次采样。代价是多一次采样或一次噪声计算，换来的是观感的档次差异——溶解效果从"能看"到"耐看"，多半就差这一层。先在 6.3 节把单层玩透，叠加留给 6.4 节的调参版实战。

问题：噪声在物体上"滑动"是什么原因？

两个可能。可能一：噪声输入用了世界坐标（Position 而非 UV），物体移动时图案钉在世界上一一世界坐标噪声的固有行为，动态物体请换模型 UV。可能二：UV 链上混进了随时间变化的项——检查 Offset 是否被意外接上了时间信号。两个可能对应两条排查路径，先确认"物体动没动"就能二选一。

噪声贴图的自制与规格

贴图方案的噪声图可以自制：图形软件的高斯模糊加杂色滤镜即可生成基础灰度噪声，导出为无缝平铺规格（首尾相接）。规格建议：正方形、尺寸二百五十六或五百十二、灰度模式、关闭 Mipmap 的高频闪烁可用默认设置起步。自制的好处是风格可控——把杂色方向拉成流线型，溶解边缘就有了"被风撕扯"的方向感；这是通用噪声贴图给不了的表达力。

噪声的时间语义：流动还是演化

噪声加时间有两种语义值得区分。语义一：流动——把滚动 UV 接进噪声输入，噪声图案整体平移，像传送带上的云。语义二：演化——对噪声的输出做时间混合（当前帧与下一帧噪声值插值），图案原地"呼吸变化"而不平移，像原地翻滚的浓烟。流动用一个偏移链实现，演化要两次采样或两层噪声加 Lerp，成本不同、观感不同。烟雾类效果的最佳观感常是两者叠加：缓慢平移加轻微演化。知道两种语义的存在，调烟调云时就不会把"想要演化"连成"流动"再抱怨图案在跑。

问题：噪声的输出范围不是零到一怎么办？

程序噪声的输出范围随实现不同有差异（有的输出负一到一），直接接颜色会出现"半边正常半边死黑"。标准处理：先 Saturate 截断观察，如果整体偏暗再考虑 Remap 节点重新映射区间——把实际输出范围（比如负零点五到零点五）线性映射到零到一。养成习惯：任何新噪声源接入效果链前，先单独接到 Base Color 看一遍灰度分布，确认范围再进链——十秒的预检，省掉的是"效果整体发暗"这类排查一小时的方向性错误。

本节要点回顾

• 噪声是平滑的伪随机：相邻点接近、整体无规律，溶解云雾地形的地基。
• 静态贴图动态节点：一次成型用贴图，频率要调用节点。
• 噪声加时间即翻涌：滚动 UV 接噪声输入，云雾水面的活体感公式。
• 三种节点三种结构：梯度絮状、简单颗粒、Voronoi 裂纹，先定结构再选节点。

零件到齐。下一节把噪声、阈值、时间三者在一张图里正式合体——溶解效果完整案例，含脚本驱动的进度控制与三段边缘配色。