Unity实用案例之——屏幕画线和线框渲染

游戏里经常会遇到各种画线的需求，今天我们利用GL来实现其中的两个画线功能。

一、屏幕画线

屏幕画线是一种很好的用户交互方式，通过屏幕画线可以控制游戏中的各种元素，Unity提供了UnityEnige.GL库很方便的实现了这个功能。首先我们来看如何实现两点之间画线：

void DrawLine(Vector3 start, Vector3 end) 
{
    if (!beginDraw)
        return;
    GL.PushMatrix();
    GL.LoadOrtho();

    lineMaterial.SetPass(0);
    GL.Begin(GL.LINES);

    GL.Vertex3(start.x, start.y, start.z);
    GL.Vertex3(end.x, end.y, end.z);

    GL.End();
    GL.PopMatrix();
}

可以看到，只要确定好两点位置，调用GL.Vertex3(float x, float y, float z)将点的位置作为参数传就去就好了。
OK，那么有了以上基础，我们稍作改动，就可以实现屏幕实时画线了，首先要记录拖动时的点的位置：

void OnGUI()
{
    Event e = Event.current;

    if (e != null && e.type != null) {
        if (e.type == EventType.MouseDown) {
            beginDraw = true;
        }
        if (e.type == EventType.MouseDrag) {

            if (Vector3.Distance(curPos, Input.mousePosition) > interval) {
                curPos = Input.mousePosition;

                posList.Add(new Vector3(curPos.x / Screen.width, curPos.y / Screen.height, 0));
            }
        }
        if (e.type == EventType.MouseUp) {
            beginDraw = false;
            ClearLines();
        }
    }
}

void ClearLines() 
{
    beginDraw = false;
    posList.Clear();
    curPos = Vector3.zero;
}

其中，interval用来控制点与点之间的间距，然后利用GL完成点连线：

void DrawLine() 
{
    if (!beginDraw)
        return;
    GL.PushMatrix();
    GL.LoadOrtho();

    lineMaterial.SetPass(0);
    GL.Begin(GL.LINES);
    for (int i = 0; i < posList.Count - 1; i++) {
        Vector3 pos = posList[i];

        GL.Vertex3(pos.x, pos.y, pos.z);
        GL.Vertex3(posList[i + 1].x, posList[i + 1].y, posList[i + 1].z);
    }

    GL.End();
    GL.PopMatrix();
}

完成后效果：

这里需要注意的一点是，因为两点成一线，GL.Vertex3()要成对出现，比如说A,B,C三个点，那么就要写成：
//线段AB
GL.Vertex3(A);
GL.Vertex3(B);
//线段BC
GL.Vertex3(B);
GL.Vertex3(C);
//线段CA
GL.Vertex3(C);
GL.Vertex3(A);

而不是：
GL.Vertex3(A);
GL.Vertex3(B);
GL.Vertex3(C);

二、线框渲染(Wireframe)

将物体以线框显示，常见于特殊的游戏效果表现，或者建筑设计展示，也是3D软件中模型显示的基本功能，包括Unity里也有这个功能，但仅限于Scene窗口。那么如何在Game中实现同样的效果呢，方法也不少，今天介绍一种GL+Shader的方案。万变不离其宗，既然用了GL，那么原理还是一样的，只是这次绘制的线是基于网格顶点信息：

private void OnRenderObject()
    {
        LineMat.SetColor("_LineColor", LineColor);
        Mesh mesh = meshFilter.sharedMesh;

        var vertices = mesh.vertices;
        var triangles = mesh.triangles;

        lines = new Vector3[triangles.Length];
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < triangles.Length/3; i++)
        {
            lines[count++] = vertices[triangles[i*3]];
            lines[count++] = vertices[triangles[i*3 + 1]];
            lines[count++] = vertices[triangles[i*3 + 2]];
        }

        LineMat.SetPass(0);

        GL.PushMatrix();

        //转换到世界坐标
        GL.MultMatrix(transform.localToWorldMatrix);

        GL.Begin(GL.LINES);

        for (int i = 0; i < lines.Length/3; i++)
        {
            GL.Vertex(lines[i*3]);
            GL.Vertex(lines[i*3 + 1]);
            GL.Vertex(lines[i*3 + 1]);
            GL.Vertex(lines[i*3 + 2]);
            GL.Vertex(lines[i*3 + 2]);
            GL.Vertex(lines[i*3]);
        }

        GL.End();

        GL.PopMatrix();
    }

可以看到，在绘制三角形的时候，首尾各一次，其他顶点出现两次。为了控制绘制线框的颜色，接下来，需要一个简单的Shader：

Shader "LineColor" {

    Properties{
        _LineColor ("Line Color", Color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)
    }

    SubShader {
        Pass {
            Tags { "RenderType"="Opaque"}
            CGPROGRAM

            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct v2f
            {
                half4 pos : SV_POSITION;
            };

            fixed4 _LineColor;

            v2f vert(appdata_base  v)
            {
                v2f o;
                o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
                return o;
            }

            fixed4 frag(v2f i) : COLOR
            {
                return _LineColor;
            }

            ENDCG
        }
    }
}

OK，到这里，我们把脚本拖给一个现有的模型，就大功告成啦！

可以看到模型和线框可以同时显示，并不冲突，而且可以改变线框为自己想要的颜色，这一切都得益于GL！今天的技能Get到了吗？