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Unity中的曲线绘制（五）——样条曲线的应用

发表于2016-10-31
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导语
       前面几篇文章介绍了样条曲线的原理以及在Scene视图中的绘制，将它应用于实际的游戏场景中更佳，例如使用一条样条曲线作为path，让Unity中的游戏对象沿着指定路径运动，或者在场景中绘制实用的图形等。

样条曲线的应用
应用1：物体沿轨道运动
      新建一个SplineWalker类，在Update中处理物体的位置改变。
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using UnityEngine;
 
public class SplineWalker : MonoBehaviour {
 
    public BezierSpline spline;
 
    public float duration;
 
    private float progress;
 
    private void Update () {
        progress += Time.deltaTime / duration;
        if (progress > 1f) {
            progress = 1f;
        }
        transform.localPosition = spline.GetPoint(progress);
    }
}
        创建一个游戏对象，绑定SplineWalker，设置一个duration（运动时间），在play模式下观察它的运动。在这里，创建一个cube沿着样条曲线运动，并为它创建两个子对象，模拟眼睛，来表示它的朝向。



        点击play，Walker对象会沿着曲线在duration时间内完成运动。现在我们希望它的面向始终对着spline的切线方向，正好，BezierSpline中有一个方法可以得到点的切线，即GetDirection。
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public bool lookForward;
 
private void Update () {
    progress += Time.deltaTime / duration;
    if (progress > 1f) {
        progress = 1f;
    }
    Vector3 position = spline.GetPoint(progress);
    transform.localPosition = position;
    if (lookForward) {
        transform.LookAt(position + spline.GetDirection(progress));
    }
}
     还可以提供一些选项，为SplineWalker提供不同的运动方式。
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public enum SplineWalkerMode {
    Once,// 到达终点即停止
    Loop,// 到达终点后继续沿曲线循环运动
    PingPong// 到达终点后掉头
}
       在SplineWalker中加入if判断，在cube到达曲线终点时要根据SplineWalkerMode处理progress的值。
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public SplineWalkerMode mode;
 
private bool goingForward = true;
 
private void Update () {
    if (goingForward) {
        progress += Time.deltaTime / duration;
        if (progress > 1f) {
            if (mode == SplineWalkerMode.Once) {
                progress = 1f;
            }
            else if (mode == SplineWalkerMode.Loop) {
                progress -= 1f;
            }
            else {
                progress = 2f - progress;
                goingForward = false;
            }
        }
    }
    else {
        progress -= Time.deltaTime / duration;
        if (progress < 0f) {
            progress = -progress;
            goingForward = true;
        }
    }
 
    Vector3 position = spline.GetPoint(progress);
    transform.localPosition = position;
    if (lookForward) {
        transform.LookAt(position + spline.GetDirection(progress));
    }
}


应用2：沿曲线路径摆放物体
        除此以外，还有一个有趣的实例是，沿着曲线放置一些物体，效果类似与串珠或者项链。同样为每个物体定义朝向。新建SplineDecorator类，然后为相同种类的物体定制预置体（prefab），将预置体放在items数组中。
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using UnityEngine;
 
public class SplineDecorator : MonoBehaviour {
 
    public BezierSpline spline;
 
    public int frequency;// 同类item出现的频率
 
    public bool lookForward;
 
    public Transform[] items;
 
    private void Awake () {
        if (frequency <= 0 || items == null || items.Length == 0) {
            return;
        }
        float stepSize = 1f / (frequency * items.Length);
        for (int p = 0, f = 0; f < frequency; f++) {
            for (int i = 0; i < items.Length; i++, p++) {
                Transform item = Instantiate(items[i]) as Transform;
                Vector3 position = spline.GetPoint(p * stepSize);
                item.transform.localPosition = position;
                if (lookForward) {
                    item.transform.LookAt(position + spline.GetDirection(p * stepSize));
                }
                item.transform.parent = transform;
            }
        }
    }
}



       当样条曲线是环时，物体可以从头铺到尾，但是如果曲线不是环，终点之前的部分，物体不会很好地覆盖住。我们可以通过改变stepSize来解决这个问题，当loop为false的时候，stepSize的分母减一。
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if (frequency <= 0 || items == null || items.Length == 0) {
    return;
}
float stepSize = frequency * items.Length;
if (spline.Loop || stepSize == 1) {
    stepSize = 1f / stepSize;
}
else {
    stepSize = 1f / (stepSize - 1);
}
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