Unity UGUI 绘制优雅的线段

Unity UGUI 绘制优雅的线段

引言

有时候，我们需要在unity中绘制线段，最常规的做法就是使用LineRenderer组件了。但有时候我们LineRenderer用起来并不那么适合，比如，我们需要在UI层绘制线段时，当然通过一系列的坐标转换，可以完美的将LineRenderer呈现在UI层，但总归不是很方便。这时候我们就可以自己写一些东西了。

MaskableGraphic

UI里面有这个类，只要我们重载它的OnPopulateMesh方法，就可以构造一些三角面，用于呈现任何形状。其实它很类似MeshFilter。主要用到两个方法：

VertexHelper.AddVert			// 添加顶点
VertexHelper.AddTriangle		// 添加三角面

构造线的思路

与数学意义上的线不同，在数学上，一条线段由两个端点确定，但在unity中，我们的线段必须要有宽度，否则无法显示，最基本的线段要有四个顶点，2个3角面，如上图所示。
当我们给定线段的两个顶点时，计算4个顶点，并不难，只要知道线的宽度，通过一些方法很容易就能算出来，比如：

// 首先计算线的方向
Vector2 dir = EndPosition - StartPosition;

// 然后将方向旋转90°。
Vector2 left = (Quaternion.AngleAxis(90, Vector3.forward) * dir).normalized;

// 然后就可以计算出四个顶点：
Vector2 leftBottom = EndPostion + left * HalfLineWidth;
Vector2 rightBottom = EndPostion + ( - Left * HalfLineWidth );
Vector2 leftTop = StartPosition + left * HalfLineWidth;
Vector2 rightTop = StartPosition + ( - left * HalfLineWidth );

但是，实际中使用的线多半并不是直线，而是由很多点构成的线。那么就会存在问题：

如果使用上面的计算方法，在线段转弯的地方，无法避免两条线段的“弯外处”会出现缺口，而“弯内”处出现重叠。如何优雅的解决此问题呢。
我的思路是：

如上图所示，分别求两段的方向（蓝色虚线），然后转90°得到黄色虚线，求平均，得到粉色实线。线段宽度的一半，除以cos(α)，就能得到边缘的交点。具体代码如下：

int count = positions.Count;
int csub1 = count - 1;
for (int i = 0; i < count; ++ i )
{
	int ia1 = i + 1;
	int is1 = i - 1;
	
	if( i == 0 )
	{
		// 处理第一个节点
	    FiristPoint(positions[i], positions[ia1], vh);
	}
	else if( i == csub1 )
	{
		// 处理最后一个节点
	    LastPoint(positions[is1], positions[i], vh);
	}
	else
	{
		// 处理中间的节点
	    MidPoint(positions[is1], positions[i], positions[ia1], vh);
	}
}

为了方便处理，分为三种情况进行处理，第一个节点没有前继节点，最后一个节点没有后继节点，单独拿出来处理一下，这样思路比较清晰。关键是中间的节点，按照上面的思路，代码如下：

/// 

/// 处理中间节点
/// 
/// 上一个顶点
/// 当前顶点
/// 下一个顶点
/// 顶点管理器
private void MidPoint(Vector2 prev, Vector2 cur, Vector2 next, VertexHelper vh)
{
    Vector2 left1 = (orthogonality * (cur - prev)).normalized;
    Vector2 left2 = (orthogonality * (next - cur)).normalized;

    Vector2 left = ((left1 + left2) * 0.5f).normalized;
    float a = Vector2.Angle(left1, left2) * Mathf.Deg2Rad * 0.5f;

    float r = Radius / Mathf.Cos(a);

    vh.AddVert(cur + left * r, color, Vector2.zero);
    vh.AddVert(cur + left * -r, color, Vector2.zero);
}

然后就完成了，就可以所心所欲的在GUI上构造线段了。如下所示：

Unity UGUI MaskableGraphic绘制线段

继续完善

实际上可以完善的地方还有很多，但有了上面的基础，很容易就能扩充很多有意思的功能，比如，首尾节点可以搞成圆头状的，转弯的地方可以增加过度。还可以加入贝塞尔计算。最后，当然还可以设置每个顶点的UV！！在例子中没有去设置UV，但实际上AddVert方法支持UV设置。