Unity的Mesh 应用---视野可视化Field of view

csdn 这垃圾工具， 一保存就丢内容！！！

https://github.com/SunGuangdong/Field-of-View   

https://www.youtube.com/watch?v=rQG9aUWarwE    （共3个）

测试场景这样的 ， 橙色Cube 几个， 设置他们的 Layer 为 Obstacles。

蓝色 Capsule 几个， 设置他们的 Layer 为 Targets。

白色 Obstacles 作为角色。

先弄第一个脚本 挂在 Character 上： 控制方向和旋转！！！

using  UnityEngine; ///   ///  控制角色移动 ///   public   class   Controller  :  MonoBehaviour {      ///        ///  移动速度      ///        public   float  moveSpeed = 6;      Rigidbody  rb;      Camera  viewCamera;      Vector3  velocity;      void   Start ()     {         rb = GetComponent< Rigidbody >();         viewCamera =  Camera .main;     }      void   Update ()     {          // 鼠标位置控制 角色朝向          Vector3  mousePos = viewCamera.ScreenToWorldPoint( new   Vector3 ( Input .mousePosition.x,  Input .mousePosition.y, viewCamera.transform.position.y));         transform.LookAt(mousePos +  Vector3 .up * transform.position.y);          // 方向键控制移动         velocity =  new   Vector3 ( Input .GetAxisRaw( "Horizontal" ), 0,  Input .GetAxisRaw( "Vertical" )).normalized * moveSpeed;     }      void   FixedUpdate ()     {         rb.MovePosition(rb.position + velocity *  Time .fixedDeltaTime);     } }

然后 开始另外一个脚本组件， 先画一个圆

using  System.Collections; using  System.Collections.Generic; using  UnityEngine; public   class   FieldOfView  :  MonoBehaviour {      ///        ///  圆半径      ///        public   float  viewRadius;      ///        ///  视野 角度      ///       [ Range (0, 360)]      public   float  viewAngle; ///   ///  根据角度得到 方向单位向量（极坐标 x=sin(a), z=cos(a)） ///   ///   angleInDegrees "> ///   angleIsGlobal "> ///   public   Vector3  DirFromAngle( float  angleInDegrees,  bool  angleIsGlobal) {      // 相对自身的？      if  (!angleIsGlobal)     {         angleInDegrees += transform.eulerAngles.y;     }      return   new   Vector3 ( Mathf .Sin(angleInDegrees *  Mathf .Deg2Rad), 0,  Mathf .Cos(angleInDegrees *  Mathf .Deg2Rad)); } }

using  UnityEditor; using  UnityEngine; [ CustomEditor ( typeof ( FieldOfView ))] public   class   FieldOfViewEditor  :  Editor {      void   OnSceneGUI ()     {          FieldOfView  fow = ( FieldOfView )target;          Handles .color =  Color .white;          // 画一个圆          Handles .DrawWireArc(fow.transform.position,  Vector3 .up,  Vector3 .forward, 360, fow.viewRadius);          // 视野的两条线          Vector3  viewAngleA = fow.DirFromAngle(-fow.viewAngle / 2,  false );          Vector3  viewAngleB = fow.DirFromAngle(fow.viewAngle / 2,  false );          Handles .DrawLine(fow.transform.position, fow.transform.position + viewAngleA * fow.viewRadius);          Handles .DrawLine(fow.transform.position, fow.transform.position + viewAngleB * fow.viewRadius);     } }

回到场景中， 不要Play，就在编辑器 状态下， 选中 Character 角色。 圆 和直线

然后添加碰撞检测相关的代码（障碍 和 目标）：

using  System.Collections; using  System.Collections.Generic; using  UnityEngine; public   class   FieldOfView  :  MonoBehaviour {      ///        ///  圆半径      ///        public   float  viewRadius;      ///        ///  视野 角度      ///       [ Range (0, 360)]      public   float  viewAngle;      ///        ///  目标层      ///        public   LayerMask  targetMask;      ///        ///  障碍层      ///        public   LayerMask  obstacleMask;      ///        ///  在视野内能看到的目标      ///       [ HideInInspector ]      public   List < Transform > visibleTargets =  new   List < Transform >();        void   Start ()     {         StartCoroutine(FindTargetsWithDelay(.2f));     }      IEnumerator  FindTargetsWithDelay( float  delay)     {          while  ( true )         {              yield   return   new   WaitForSeconds (delay);             FindVisibleTargets();         }     }      void  FindVisibleTargets()     {         visibleTargets.Clear();          // 球内的所有碰撞体          Collider [] targetsInViewRadius =  Physics .OverlapSphere(transform.position, viewRadius, targetMask);          for  ( int  i = 0; i < targetsInViewRadius.Length; i++)         {              Transform  target = targetsInViewRadius[i].transform;              // 目标方向              Vector3  dirToTarget = (target.position - transform.position).normalized;              // 在视野角度内              if  ( Vector3 .Angle(transform.forward, dirToTarget) < viewAngle / 2)             {                  // 在视野距离内， 还不是障碍物                  float  dstToTarget =  Vector3 .Distance(transform.position, target.position);                  if  (! Physics .Raycast(transform.position, dirToTarget, dstToTarget, obstacleMask))                 {                     visibleTargets.Add(target);                 }             }         }     }      ///        ///  根据角度得到 方向单位向量（极坐标 x=sin(a), z=cos(a)）      ///        ///   angleInDegrees ">      ///   angleIsGlobal ">      ///        public   Vector3  DirFromAngle( float  angleInDegrees,  bool  angleIsGlobal)     {          // 相对自身的？          if  (!angleIsGlobal)         {             angleInDegrees += transform.eulerAngles.y;         }          return   new   Vector3 ( Mathf .Sin(angleInDegrees *  Mathf .Deg2Rad), 0,  Mathf .Cos(angleInDegrees *  Mathf .Deg2Rad));     } }

// 如果视野内有 目标， 做一个红色连线

using  UnityEditor; using  UnityEngine; [ CustomEditor ( typeof ( FieldOfView ))] public   class   FieldOfViewEditor  :  Editor {      void   OnSceneGUI ()     {          FieldOfView  fow = ( FieldOfView )target;          Handles .color =  Color .white;          // 画一个圆          Handles .DrawWireArc(fow.transform.position,  Vector3 .up,  Vector3 .forward, 360, fow.viewRadius);          // 视野的两条线          Vector3  viewAngleA = fow.DirFromAngle(-fow.viewAngle / 2,  false );          Vector3  viewAngleB = fow.DirFromAngle(fow.viewAngle / 2,  false );          Handles .DrawLine(fow.transform.position, fow.transform.position + viewAngleA * fow.viewRadius);          Handles .DrawLine(fow.transform.position, fow.transform.position + viewAngleB * fow.viewRadius); // 和视野内的目标做一个红色连线          Handles .color =  Color .red;          foreach  ( Transform  visibleTarget  in  fow.visibleTargets)         {              Handles .DrawLine(fow.transform.position, visibleTarget.position);         }     } }

注意，别忘了指定Layer

这个效果必须要 Play状态下看了！

2、 我们创建了一个系统来检测哪些目标在我们单位的视野中。 这对于stealth类型游戏是有用的。

使用Mesh进行视野绘制！

先写一些测试代码，看看

///   ///  视野被分的密度 ///   public   float  meshResolution; void   LateUpdate () {      //DrawFieldOfView();      // 视野角度分成多少份      int  stepCount =  Mathf .RoundToInt(viewAngle * meshResolution);      // 每份大小      float  stepAngleSize = viewAngle / stepCount;      for  ( int  i = 0; i <= stepCount; i++)     {          float  angle = transform.eulerAngles.y - viewAngle / 2 + stepAngleSize * i;          Debug .DrawLine(transform.position, transform.position + DirFromAngle(angle,  true ) * viewRadius,  Color .red);     } }

meshResolution = 0.1 的效果

meshResolution = 1 的效果

Mesh 最主要的数据 顶点 和三角形， 但是三角形也是顶点组合。

顶点通过射线确定位置。

这种扇形的Mesh还是挺有规律。 下面右图中， 顶点5个， 三角形3个。 那么所有三角形需要的数组就是 (v-2) *3 , 每个三角形是3个点。

///   ///  记录射线 射中的一些信息 ///   public   struct   ViewCastInfo {      // 射线是否射中目标      public   bool  hit;      // 射中的位置，（没有射中就是圆上的点呗）      public   Vector3  point;      // 射中的距离，（没有射中就是半径呗）      public   float  dst;      // 就是 这个射线的角度      public   float  angle;      public  ViewCastInfo( bool  _hit,  Vector3  _point,  float  _dst,  float  _angle)     {         hit = _hit;         point = _point;         dst = _dst;         angle = _angle;     } } ///   ///  发射线，并记录命中信息 ///   ///   globalAngle "> ///   ViewCastInfo  ViewCast( float  globalAngle) {      Vector3  dir = DirFromAngle(globalAngle,  true );      RaycastHit  hit;      if  ( Physics .Raycast(transform.position, dir,  out  hit, viewRadius, obstacleMask))     {          return   new   ViewCastInfo ( true , hit.point, hit.distance, globalAngle);     }      else     {          return   new   ViewCastInfo ( false , transform.position + dir * viewRadius, viewRadius, globalAngle);     } } void   LateUpdate () {     DrawFieldOfView(); } // 组件 public   MeshFilter  viewMeshFilter; // Mesh 对象 Mesh  viewMesh; void   Start () {     viewMesh =  new   Mesh ();     viewMesh.name =  "View Mesh" ;     viewMeshFilter.mesh = viewMesh;     StartCoroutine(FindTargetsWithDelay(.2f)); } ///   ///  绘制视野 ///   void  DrawFieldOfView() {      // 视野角度分成多少份      int  stepCount =  Mathf .RoundToInt(viewAngle * meshResolution);      // 每份大小      float  stepAngleSize = viewAngle / stepCount;      List < Vector3 > viewPoints =  new   List < Vector3 >();      for  ( int  i = 0; i <= stepCount; i++)     {          float  angle = transform.eulerAngles.y - viewAngle / 2 + stepAngleSize * i;          ViewCastInfo  newViewCast = ViewCast(angle);         viewPoints.Add(newViewCast.point);     }      // 填充 Mesh的 顶点和 三角形数据      int  vertexCount = viewPoints.Count + 1;   // 射线的数量在加上  圆点      Vector3 [] vertices =  new   Vector3 [vertexCount];      int [] triangles =  new   int [(vertexCount - 2) * 3];     vertices[0] =  Vector3 .zero;  // 圆点      for  ( int  i = 0; i < vertexCount - 1; i++)     {         vertices[i + 1] = transform.InverseTransformPoint(viewPoints[i]);          if  (i < vertexCount - 2)         {             triangles[i * 3] = 0;             triangles[i * 3 + 1] = i + 1;             triangles[i * 3 + 2] = i + 2;         }     }     viewMesh.Clear();     viewMesh.vertices = vertices;     viewMesh.triangles = triangles;     viewMesh.RecalculateNormals(); }

为 Character 对象创建一个 子对象 用Cube就行（主要用它上面的 MeshFilter, MeshRenderer 组件）。

运行就可以看到Mesh已经出来了！！！， 可以为Cube换一个材质

但是有一个问题， 出于性能考虑 肯定不能将 meshResolution 的值设置的特别大。

如果值小了， 就会出现下面精度的问题！

边缘信息， 如果两个相邻节点发生了是否命中的改变。 说明两个点之间有一个碰撞边缘被漏掉了。

那么用二分的方式 在这两个相邻节点之间做射线。 找到碰撞的边缘信息！

using  System.Collections; using  System.Collections.Generic; using  UnityEngine; public   class   FieldOfView  :  MonoBehaviour {      ///        ///  圆半径      ///        public   float  viewRadius;      ///        ///  视野 角度      ///       [ Range (0, 360)]      public   float  viewAngle;      ///        ///  目标层      ///        public   LayerMask  targetMask;      ///        ///  障碍层      ///        public   LayerMask  obstacleMask;      ///        ///  在视野内能看到的目标      ///       [ HideInInspector ]      public   List < Transform > visibleTargets =  new   List < Transform >();      ///        ///  视野被分的密度      ///        public   float  meshResolution;      ///        ///  查找边界 需要迭代的次数      ///        public   int  edgeResolveIterations;      ///        ///  当两个射线命中点很近（就是这个近的程度）的时候，认为他俩需要替换用的      ///        public   float  edgeDstThreshold;      ///        ///  顶点做偏移      ///        public   float  maskCutawayDst = .1f;      // 组件      public   MeshFilter  viewMeshFilter;      // Mesh 对象      Mesh  viewMesh;      void   Start ()     {         viewMesh =  new   Mesh ();         viewMesh.name =  "View Mesh" ;         viewMeshFilter.mesh = viewMesh;         StartCoroutine(FindTargetsWithDelay(.2f));     }      IEnumerator  FindTargetsWithDelay( float  delay)     {          while  ( true )         {              yield   return   new   WaitForSeconds (delay);             FindVisibleTargets();         }     }      void   LateUpdate ()     {         DrawFieldOfView();     }      void  FindVisibleTargets()     {         visibleTargets.Clear();          // 球内的所有碰撞体          Collider [] targetsInViewRadius =  Physics .OverlapSphere(transform.position, viewRadius, targetMask);          for  ( int  i = 0; i < targetsInViewRadius.Length; i++)         {              Transform  target = targetsInViewRadius[i].transform;              // 目标方向              Vector3  dirToTarget = (target.position - transform.position).normalized;              // 在视野角度内              if  ( Vector3 .Angle(transform.forward, dirToTarget) < viewAngle / 2)             {                  // 在视野距离内， 还不是障碍物                  float  dstToTarget =  Vector3 .Distance(transform.position, target.position);                  if  (! Physics .Raycast(transform.position, dirToTarget, dstToTarget, obstacleMask))                 {                     visibleTargets.Add(target);                 }             }         }     }      ///        ///  绘制视野      ///        void  DrawFieldOfView()     {          // 视野角度分成多少份          int  stepCount =  Mathf .RoundToInt(viewAngle * meshResolution);          // 每份大小          float  stepAngleSize = viewAngle / stepCount;          List < Vector3 > viewPoints =  new   List < Vector3 >();          // old, new 是为了 边缘检测做准备          ViewCastInfo  oldViewCast =  new   ViewCastInfo ();          for  ( int  i = 0; i <= stepCount; i++)         {              float  angle = transform.eulerAngles.y - viewAngle / 2 + stepAngleSize * i;              ViewCastInfo  newViewCast = ViewCast(angle);              if  (i > 0)             {                  // 认为 两个点没在一个圆周上                  bool  edgeDstThresholdExceeded =  Mathf .Abs(oldViewCast.dst - newViewCast.dst) > edgeDstThreshold;                  // 两个射线的命中结果不一样 或者 命中了一样的但是碰撞体的这一面太斜了（不插入会露馅）                  if  (oldViewCast.hit != newViewCast.hit || (oldViewCast.hit && newViewCast.hit && edgeDstThresholdExceeded))                 {                      // 新旧两个点构成  一条边                      EdgeInfo  edge = FindEdge(oldViewCast, newViewCast);                      if  (edge.pointA !=  Vector3 .zero)                     {                         viewPoints.Add(edge.pointA);                     }                      if  (edge.pointB !=  Vector3 .zero)                     {                         viewPoints.Add(edge.pointB);                     }                 }             }              Debug .DrawLine(transform.position, transform.position + DirFromAngle(angle,  true ) * viewRadius,  Color .red);             viewPoints.Add(newViewCast.point);             oldViewCast = newViewCast;         }          // 填充 Mesh的 顶点和 三角形数据          int  vertexCount = viewPoints.Count + 1;   // 射线的数量在加上  圆点          Vector3 [] vertices =  new   Vector3 [vertexCount];          int [] triangles =  new   int [(vertexCount - 2) * 3];         vertices[0] =  Vector3 .zero;  // 圆点          for  ( int  i = 0; i < vertexCount - 1; i++)         {             vertices[i + 1] = transform.InverseTransformPoint(viewPoints[i]) +  Vector3 .forward * maskCutawayDst;              if  (i < vertexCount - 2)             {                 triangles[i * 3] = 0;                 triangles[i * 3 + 1] = i + 1;                 triangles[i * 3 + 2] = i + 2;             }         }         viewMesh.Clear();         viewMesh.vertices = vertices;         viewMesh.triangles = triangles;         viewMesh.RecalculateNormals();     }      ///        ///  找到边界 （是从Max 到 Min 做二分找）      ///        ///   minViewCast ">      ///   maxViewCast ">      ///        EdgeInfo  FindEdge( ViewCastInfo  minViewCast,  ViewCastInfo  maxViewCast)     {          float  minAngle = minViewCast.angle;          float  maxAngle = maxViewCast.angle;          Vector3  minPoint =  Vector3 .zero;          Vector3  maxPoint =  Vector3 .zero;          float  angle = minViewCast.angle;          // 迭代 查找 边界（次数越多越精确）          for  ( int  i = 0; i < edgeResolveIterations; i++)         {             angle = (minAngle + maxAngle) / 2;              ViewCastInfo  newViewCast = ViewCast(angle);              // 近似处理 两个碰撞点的距离 是否超出了范围              bool  edgeDstThresholdExceeded =  Mathf .Abs(minViewCast.dst - newViewCast.dst) > edgeDstThreshold;              // 经过迭代两个射线都 射中同一个碰撞体， 或者都未中。 就是可以认为新的点替代min然后继续做查找 （是从Max 到 Min 做二分找）              if  (newViewCast.hit == minViewCast.hit && !edgeDstThresholdExceeded)             {                 minAngle = angle;                 minPoint = newViewCast.point;             }              // 新的点替代max然后继续做查找               else             {                 maxAngle = angle;                 maxPoint = newViewCast.point;             }         }          Debug .DrawLine(transform.position, transform.position + DirFromAngle(angle,  true ) * viewRadius,  Color .red);          return   new   EdgeInfo (minPoint, maxPoint);     }      ///        ///  发射线，并记录命中信息      ///        ///   globalAngle ">      ///        ViewCastInfo  ViewCast( float  globalAngle)     {          Vector3  dir = DirFromAngle(globalAngle,  true );          RaycastHit  hit;          if  ( Physics .Raycast(transform.position, dir,  out  hit, viewRadius, obstacleMask))         {              return   new   ViewCastInfo ( true , hit.point, hit.distance, globalAngle);         }          else         {              return   new   ViewCastInfo ( false , transform.position + dir * viewRadius, viewRadius, globalAngle);         }     }      ///        ///  根据角度得到 方向单位向量（极坐标 x=sin(a), z=cos(a)）      ///        ///   angleInDegrees ">      ///   angleIsGlobal ">      ///        public   Vector3  DirFromAngle( float  angleInDegrees,  bool  angleIsGlobal)     {          // 相对自身的？          if  (!angleIsGlobal)         {             angleInDegrees += transform.eulerAngles.y;         }          return   new   Vector3 ( Mathf .Sin(angleInDegrees *  Mathf .Deg2Rad), 0,  Mathf .Cos(angleInDegrees *  Mathf .Deg2Rad));     }      ///        ///  记录射线 射中的一些信息      ///        public   struct   ViewCastInfo     {          // 射线是否射中目标          public   bool  hit;          // 射中的位置，（没有射中就是圆上的点呗）          public   Vector3  point;          // 射中的距离，（没有射中就是半径呗）          public   float  dst;          // 就是 这个射线的角度          public   float  angle;          public  ViewCastInfo( bool  _hit,  Vector3  _point,  float  _dst,  float  _angle)         {             hit = _hit;             point = _point;             dst = _dst;             angle = _angle;         }     }      ///        ///  边缘信息      ///        public   struct   EdgeInfo     {          // 有一个代表要插入的边缘点          public   Vector3  pointA;          public   Vector3  pointB;          public  EdgeInfo( Vector3  _pointA,  Vector3  _pointB)         {             pointA = _pointA;             pointB = _pointB;         }     } }

可以看到这里面插入了一条边

3、 我们创建了一个stencil着色器，以实现一个很酷的有限FOV效果。

这个shader 最重要的就是 Stencil 关键字。这个技术可以实现很多功能， 特效，模型的Mask ！！！

Shader   "Custom/Stencil Mask"  { Properties  { _Color  ( "Color" , Color) = (1,1,1,1) _MainTex  ( "Albedo (RGB)" , 2D) =  "white"  {} _Glossiness  ( "Smoothness" ,  Range (0,1)) = 0.5 _Metallic  ( "Metallic" ,  Range (0,1)) = 0.0 } SubShader  { Tags  {  "RenderType" = "Opaque"   "Queue" = "Geometry-100"  } ColorMask 0 ZWrite off LOD 200 Stencil { Ref 1 Pass  replace } CGPROGRAM // Physically based Standard lighting model, and enable shadows on all light types #pragma  surface surf Standard fullforwardshadows // Use shader model 3.0 target, to get nicer looking lighting #pragma  target 3.0 sampler2D  _MainTex; struct  Input { float2  uv_MainTex; }; half  _Glossiness; half  _Metallic; fixed4  _Color; void   surf  (Input IN,  inout  SurfaceOutputStandard o) { // Albedo comes from a texture tinted by color fixed4  c =  tex2D  (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color; o.Albedo = c.rgb; // Metallic and smoothness come from slider variables o.Metallic = _Metallic; o.Smoothness = _Glossiness; o.Alpha = c.a; } ENDCG } FallBack  "Diffuse" }

Shader   "Custom/Stencil Object"  { Properties  { _Color  ( "Color" , Color) = (1,1,1,1) _MainTex  ( "Albedo (RGB)" , 2D) =  "white"  {} _Glossiness  ( "Smoothness" ,  Range (0,1)) = 0.5 _Metallic  ( "Metallic" ,  Range (0,1)) = 0.0 } SubShader  { Tags  {  "RenderType" = "Opaque"  } LOD 200 Stencil { Ref 1 Comp equal } CGPROGRAM // Physically based Standard lighting model, and enable shadows on all light types #pragma  surface surf Standard fullforwardshadows // Use shader model 3.0 target, to get nicer looking lighting #pragma  target 3.0 sampler2D  _MainTex; struct  Input { float2  uv_MainTex; }; half  _Glossiness; half  _Metallic; fixed4  _Color; void   surf  (Input IN,  inout  SurfaceOutputStandard o) { // Albedo comes from a texture tinted by color fixed4  c =  tex2D  (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color; o.Albedo = c.rgb; // Metallic and smoothness come from slider variables o.Metallic = _Metallic; o.Smoothness = _Glossiness; o.Alpha = c.a; } ENDCG } FallBack  "Diffuse" }

之前 Character 创建的Cube用于 Mesh的显示， 它的Shader要 替换为 Stencil Mask 。

地面，所有障碍物和目标 Ground，Obstacles ，Targets 替换为 Stencil Object 着色器。