一、前言
嗨，大家好，我是新发。
最近一直在忙一些事情，好几天没写文章了，前天收到CSDN的中秋礼物通知，非常感谢，特地做个小Demo感谢一下CSDN。
二、运行效果
运行效果如下，方阵迎面跑来，
CSDN方阵，
阵型变换，
三、实现原理
实现原理很简单，画成图是这样子，
下面我来讲下具体的实现细节~
四、图片资源
准备两张图片，如下：
勾选Read/Write Enabled，设置图片为可读，如下：
五、模型资源
准备一个模型资源，
带一个站立和跑步动画，
动画状态机如下，使用混合树（Blend Tree）来过渡站立和跑动画，
混合树内部如下，通过Speed变量来控制混合：
Speed变量（Float类型）如下：
混合设置如下：
六、像素采样，生成点阵
像素采样生成点阵的逻辑，我封装在TextureFormation脚本中。
图片像素采样，我们可以使用Texture2D的GetPixel接口，
public Color GetPixel(int x, int y);
我们可以把一张图切割成很多个小正方块（小方块的边长为samplingStep），比如像这样子，
对每个小方块进行逐像素采样，我们知道，一个像素的颜色是由RGBA四个通道值来表示的，每个通道的取值范围是0~255，
对应到Color这个类，就是r、g、b、a，
这里要注意，Color的rgba是归一化的，也就是取值范围是0~1，如果想用0~255的取值范围表示颜色，则对应的类是Color32。
GetPixel接口返回的是Color对象，我们可以通过rgb来简单判断一个像素是否有颜色，例：
if (color.r + color.g + color.b > 1f)
{
// 像素有颜色
}
如果一个方块中有颜色的像素超过了方块的边长samplingStep，则认为这个小方块中央需要安排一个人，否则留空。
我们声明一个数组来存放点阵数据：
// 点阵
private List<Vector3> posList = new List<Vector3>();
生成点阵的逻辑如下：
// TextureFormation.cs
/// <summary>
/// 采样梯度，梯度越小，进度越高
/// </summary>
public int samplingStep = 5;
/// <summary>
/// 坐标缩放
/// </summary>
public float scale = 1f;
/// <summary>
/// 要采样的图片纹理
/// </summary>
public Texture2D texture;
// ...
/// <summary>
/// 计算点阵
/// </summary>
private void CalculatePoints()
{
if(Application.isPlaying)
{
if (0 != posList.Count)
return;
}
else
{
posList.Clear();
}
var widthStep = texture.width / samplingStep;
var heightStep = texture.height / samplingStep;
for (int i = 0; i <= heightStep; i += samplingStep)
{
for (int j = 0; j <= widthStep; j += samplingStep)
{
// 一个block
int colorPixelCnt = 0;
for (int ii = 0; ii <= samplingStep; ++ii)
{
for (int jj = 0; jj <= samplingStep; ++jj)
{
var color = texture.GetPixel(j * samplingStep + jj, i * samplingStep + ii);
if (color.r + color.g + color.b > 1f)
{
++colorPixelCnt;
}
}
}
// 有颜色的像素超数量过了方块的边长
if (colorPixelCnt > samplingStep)
{
var pos = new Vector3(-texture.width / 2 + j * samplingStep + samplingStep / 2f, 0, -texture.height / 2 + i * samplingStep + samplingStep / 2f);
// 对坐标进行缩放
pos *= scale;
posList.Add(pos);
}
}
}
}
我们再提供一个获取点阵数据的接口供外部调用：
// TextureFormation.cs
/// <summary>
/// 获取点阵数据
/// </summary>
/// <returns></returns>
public IEnumerable<Vector3> EvaluatePoints()
{
CalculatePoints();
var rootPos = Vector3.zero;
if (null != trans)
rootPos = trans.position;
for (int i = 0; i < posList.Count; ++i)
{
yield return rootPos + posList[i];
}
}
为了方便在编辑器下预览点阵，我们可以写个OnDrawGizmos()方法，通过Gizmos来绘制几何体，如下：
// FormationRenderer.cs
using UnityEngine;
public class FormationRenderer : MonoBehaviour
{
private TextureFormation _formation;
public TextureFormation Formation
{
get
{
if (_formation == null) _formation = GetComponent<TextureFormation>();
return _formation;
}
set => _formation = value;
}
[SerializeField] private Vector3 _unitGizmoSize;
[SerializeField] private Color _gizmoColor;
private void OnDrawGizmos()
{
if (Formation == null || Application.isPlaying) return;
Gizmos.color = _gizmoColor;
foreach (var pos in Formation.EvaluatePoints())
{
Gizmos.DrawCube(transform.position + pos + new Vector3(0, _unitGizmoSize.y * 0.5f, 0), _unitGizmoSize);
}
}
}
效果：
可以调节采样梯度和坐标缩放，
如下：
七、根据点阵生成角色方阵
我们创建一个Main.cs脚本来实现这部分的逻辑。
有了点阵数据，我们就可以生成相应的角色啦，不过我们这里的每个角色都有各自的一些信息，比如动画、速度等，这里我们封装一个PlayerUnit类来包装一下，
// Main.cs
public class PlayerUnit
{
public GameObject obj;
public Transform trans;
public Animator ani;
public float speed;
}
封装一下生成角色和删除角色的接口，
// Main.cs
private readonly List<PlayerUnit> spawnedUnits = new List<PlayerUnit>();
// 生成角色
private void SpawnAvatar(IEnumerable<Vector3> points)
{
foreach (var pos in points)
{
var unit = new PlayerUnit();
var obj = Instantiate(unitPrefab, transform.position + pos, Quaternion.identity, parentTrans);
unit.obj = obj;
unit.trans = obj.transform;
unit.ani = obj.GetComponent<Animator>();
spawnedUnits.Add(unit);
}
}
// 删除多余的角色
private void DeleteAvatar(int num)
{
for (var i = 0; i < num; i++)
{
var unit = _spawnedUnits.Last();
spawnedUnits.Remove(unit);
Destroy(unit.obj);
}
}
根据点阵图生成角色，
// 根据点阵图生成角色
private void GenFormation()
{
points = formation.EvaluatePoints().ToList();
if (points.Count > spawnedUnits.Count)
{
var remainingPoints = points.Skip(spawnedUnits.Count);
SpawnAvatar(remainingPoints);
}
else if (points.Count < spawnedUnits.Count)
{
DeleteAvatar(spawnedUnits.Count - points.Count);
}
for (var i = 0; i < spawnedUnits.Count; i++)
{
// 设置坐标
unit.trans.position = points[i];
// TODO 移动、旋转、播动画
}
}
此时的效果：
八、方阵行走
我们要让方阵跑起来，每个角色朝着自己的位置移动、旋转，并且配套播放跑步和站立的动画。
这里需要要让状态过渡比较自然，我是根据距离来决定动画混合，使用线性差值来计算旋转，代码如下：
代码如下：
for (var i = 0; i < spawnedUnits.Count; i++)
{
var unit = spawnedUnits[i];
// 距离
var distance = Vector3.Distance(points[i], unit.trans.position);
if (distance > unitSpeed)
{
// 方向
var dir = points[i] - unit.trans.position;
// 线性差值设置方向，朝向目标点方向
unit.trans.forward = Vector3.Lerp(unit.trans.forward, new Vector3(dir.x, 0, dir.z), 5 * Time.deltaTime);
// 动画混合
unit.speed = distance > 0.8f ? distance : 0.8f;
unit.ani.SetFloat("Speed", unit.speed);
// 移动
unit.trans.position = unit.trans.position + (points[i] - unit.trans.position).normalized * unitSpeed;
}
else
{
// 距离很小，直接设置目标点位置
unit.trans.position = points[i];
if (unit.speed > 0)
{
// 慢慢过渡为站立
unit.speed -= Time.deltaTime * 0.5f;
if (unit.speed < 0)
unit.speed = 0;
unit.ani.SetFloat("Speed", unit.speed);
}
// 线性差值设置方向，统一朝向正前方
unit.trans.forward = Vector3.Lerp(unit.trans.forward, -Vector3.forward, 5 * Time.deltaTime);
}
}
我们想点击地面时让整个方阵移动，这里我用了射线检测，
if (Input.GetMouseButtonDown(0))
{
Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
RaycastHit hitInfo;
if (Physics.Raycast(ray, out hitInfo, 200))
{
if ("ground" == hitInfo.collider.tag)
{
formation.transform.position = hitInfo.point;
}
}
}
其中，地面的tag设置为ground，
效果如下：
如果你强行把某个角色拉到别处，她会自动乖乖跑回去站好，
九、方阵变换
我们想要实现多个方阵的变换，需要中途切换图片，并且可能需要设置对应的采样梯度和坐标缩放，我这里封装成可序列化的类，如下：
[System.Serializable]
public class TextureUnit
{
public Texture2D texture;
public int samplingStep;
public float scale;
}
声明一个public的数组：
public TextureUnit[] textureUnits = new TextureUnit[0];
这样就可以在Inspector面板中设置数据啦~
写个方法实现方阵变换，
// Main.cs
// 方阵变换
private void ChangeFormation()
{
if (curTextureIndex > (textureUnits.Length - 1))
{
curTextureIndex = 0;
}
var curTextureUnit = textureUnits[curTextureIndex];
formation.texture = curTextureUnit.texture;
formation.samplingStep = curTextureUnit.samplingStep;
formation.scale = curTextureUnit.scale;
formation.ReCalculate();
}
在Update中检测空白键按下，如果按下则调用方阵变换，
// Main.cs
private int curTextureIndex = 0;
private void Update()
{
// ...
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
{
++curTextureIndex;
ChangeFormation();
}
}
效果如下：
十、工程源码
本工程我已上传到CODE CHINA，感兴趣的同学可自行下载学习。
地址：https://codechina.csdn.net/linxinfa/UnityFormationsDemo
注：我使用的Unity版本为Unity 2021.1.9f1c1 (64-bit)。
十一、完毕
好了，就到这里吧，
我是林新发：https://blog.csdn.net/linxinfa
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