Unity Shader学习笔记五使用鼠标绘制自由多边形附完整工程源码.docx

Unity Shader学习笔记五使用鼠标绘制自由多边形附完整工程源码.docx

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UnityShader学习笔记五使用鼠标绘制自由多边形附完整工程源码

【UnityShader学习笔记】（五）使用鼠标绘制自由多边形（附完整工程源码）

前言

在前面的文章中，我们已经了解了怎样使用UnityShader来绘制简单的点和线，本文将延续上次的话题，讲述一下如何在场景中使用UnityShader绘制自由多边形。

本文所述的程序，支持在地图中用鼠标点击，确定多边形顶点，并且绘制多边形的边，在内部填充半透明的颜色。

先展示一下最终效果。

完整工程下载地址在本文末尾处。

1开发工具介绍

Windows10（64位）

Unity5.4.1（64位）

2建立工程

首先建立一个新工程，命名为Polygon，并创建一个Scene。

在场景中新建一个Plane，该Plane是默认带有碰撞体的，这个碰撞体必须有，因为我们在后边使用鼠标选取位置的时候，涉及到碰撞检测。

给该Plane加上贴图。

3核心代码实现

3.1Polygon.cs脚本中实现的是鼠标点击和向shader传递信息的功能

（1）为了实现鼠标点选场景中的3D位置，需要使用射线

[csharp]viewplaincopyRayray=Camera.main.ScreenPointToRay（Input.mousePosition）;RaycastHithit;if（Physics.Raycast（ray,outhit,100））{Debug.DrawLine（ray.origin,hit.point）;}

（2）向shader传递顶点的位置和数量

[csharp]viewplaincopymat.SetVectorArray（"Value",screenPos）;//传递顶点屏幕位置信息给shadermat.SetInt（"PointNum",pointNum2Shader）;//传递顶点数量给shader

（3）将鼠标点击的位置转化为屏幕坐标

[csharp]viewplaincopyworldPos[currentpointNum-1]=hit.point;Vector3v3=Camera.main.WorldToScreenPoint（worldPos[currentpointNum-1]）;screenPos[currentpointNum-1]=newVector4（v3.x,Screen.height-v3.y,v3.z,0）;

3.2Polygon.shader中实现多边形的绘制功能

（1）计算两点之间的距离函数

[csharp]viewplaincopyfloatDis（float4v1,float4v2）{returnsqrt（pow（（v1.x-v2.x）,2）+pow（（v1.y-v2.y）,2））;}

（2）绘制线段的函数

[csharp]viewplaincopyboolDrawLineSegment（float4p1,float4p2,floatlineWidth,v2fi）{float4center=float4（（p1.x+p2.x）/2,（p1.y+p2.y）/2,0,0）;//计算点到直线的距离floatd=abs（（p2.y-p1.y）*i.vertex.x+（p1.x-p2.x）*i.vertex.y+p2.x*p1.y-p2.y*p1.x）/sqrt（pow（p2.y-p1.y,2）+pow（p1.x-p2.x,2））;//小于或者等于线宽的一半时，属于直线范围floatlineLength=sqrt（pow（p1.x-p2.x,2）+pow（p1.y-p2.y,2））;if（d<=lineWidth/2&&Dis（i.vertex,center）<lineLength/2）{returntrue;}returnfalse;}

（3）绘制多边形的函数

参考：

https:

//www.ecse.rpi.edu/Homepages/wrf/Research/Short_Notes/pnpoly.html

[csharp]viewplaincopyboolpnpoly（intnvert,float4vert[6],floattestx,floattesty）{inti,j;boolc=false;floatvertx[6];floatverty[6];for（intn=0;n<nvert;n++）{vertx[n]=vert[n].x;verty[n]=vert[n].y;}for（i=0,j=nvert-1;i<nvert;j=i++）{if（（（verty[i]>testy）!

=（verty[j]>testy））&&（testx<（vertx[j]-vertx[i]）*（testy-verty[i]）/（verty[j]-verty[i]）+vertx[i]））c=!

c;}returnc;}

4完整的C#脚本和Shader代码

Ploygon.cs

[csharp]viewplaincopyusingUnityEngine;usingSystem.Collections;[ExecuteInEditMode]publicclassPolygon:

MonoBehaviour{publicMaterialmat;//绑定材质Vector3[]worldPos;//存储获取的3D坐标Vector4[]screenPos;//存储待绘制的多边形顶点屏幕坐标intmaxPointNum=6;//多边形顶点总数intcurrentpointNum=0;//当前已经获得的顶点数intpointNum2Shader=0;//传递顶点数量给shaderboolInSelection=true;//是否处于顶点获取过程voidStart（）{worldPos=newVector3[maxPointNum];screenPos=newVector4[maxPointNum];}voidUpdate（）{mat.SetVectorArray（"Value",screenPos）;//传递顶点屏幕位置信息给shadermat.SetInt（"PointNum",pointNum2Shader）;//传递顶点数量给shader//使用摄像机发射一条射线，以获取要选择的3D位置Rayray=Camera.main.ScreenPointToRay（Input.mousePosition）;RaycastHithit;if（Physics.Raycast（ray,outhit,100））{Debug.DrawLine（ray.origin,hit.point）;}//利用鼠标点击来获取位置信息if（Input.GetMouseButtonDown（0）&&InSelection）{if（currentpointNum<maxPointNum）{currentpointNum++;pointNum2Shader++;worldPos[currentpointNum-1]=hit.point;Vector3v3=Camera.main.WorldToScreenPoint（worldPos[currentpointNum-1]）;screenPos[currentpointNum-1]=newVector4（v3.x,Screen.height-v3.y,v3.z,0）;}else{InSelection=false;}}//实时更新已选择的3D点的屏幕位置for（inti=0;i<maxPointNum;i++）{Vector3v3=Camera.main.WorldToScreenPoint（worldPos[i]）;screenPos[i]=newVector4（v3.x,Screen.height-v3.y,v3.z,0）;}//检测是否有3D点移动到了摄像机后面，如果有，则停止绘制for（inti=0;i<currentpointNum;i++）{if（Vector3.Dot（worldPos[i]-Camera.main.transform.position,Camera.main.transform.forward）<=0）{pointNum2Shader=0;break;}pointNum2Shader=currentpointNum;}}//抓取当前的渲染图像进行处理voidOnRenderImage（RenderTexturesrc,RenderTexturedest）{Graphics.Blit（src,dest,mat）;}}Polygon.shader

[csharp]viewplaincopyShader"Unlit/polygon"{Properties{//定义基本属性，可以从编辑器里面进行设置的变量//_MainTex（"Texture",2D）="white"{}}CGINCLUDE//从应用程序传入顶点函数的数据结构定义structappdata{float4vertex:

POSITION;float2uv:

TEXCOORD0;};//从顶点函数传入片段函数的数据结构定义structv2f{float2uv:

TEXCOORD0;float4vertex:

SV_POSITION;};//定义贴图变量sampler2D_MainTex;//float4_MainTex_ST;//定义与脚本进行通信的变量vectorValue[6];intPointNum=0;//计算两点间的距离的函数floatDis（float4v1,float4v2）{returnsqrt（pow（（v1.x-v2.x）,2）+pow（（v1.y-v2.y）,2））;}//绘制线段boolDrawLineSegment（float4p1,float4p2,floatlineWidth,v2fi）{float4center=float4（（p1.x+p2.x）/2,（p1.y+p2.y）/2,0,0）;//计算点到直线的距离floatd=abs（（p2.y-p1.y）*i.vertex.x+（p1.x-p2.x）*i.vertex.y+p2.x*p1.y-p2.y*p1.x）/sqrt（pow（p2.y-p1.y,2）+pow（p1.x-p2.x,2））;//小于或者等于线宽的一半时，属于直线范围floatlineLength=sqrt（pow（p1.x-p2.x,2）+pow（p1.y-p2.y,2））;if（d<=lineWidth/2&&Dis（i.vertex,center）<lineLength/2）{returntrue;}returnfalse;}