Unity LineRenderer 根据圆的中心、半径、朝向在三维空间中画圆

简介: Unity LineRenderer 根据圆的中心、半径、朝向在三维空间中画圆

在三维空间中生成一个圆,需要知道圆的中心点位置、圆的半径以及圆的朝向这三个参数,通过这三个参数求得在圆上的点坐标,最终通过LineRenderer组件将圆绘制出来:

image.gif

首先从二维平面来看,我们已知圆的中心点(x0, y0),半径r,即可通过以下公式求得角度a的圆上的点坐标位置(x,y):

       x = x0 + r * cos(a * 3.14 / 180)

       y = y0 + r * sin(a * 3.14 / 180)

以Unity中的x轴、z轴形成的平面为例,假设我们每一度求得一个圆上的点坐标位置,通过360个坐标画出一个圆,代码如下:

usingUnityEngine;
publicclassExample : MonoBehaviour{
privatevoidStart()
    {
//圆的中心点位置Vector3center=Vector3.zero;
//圆的半径floatradius=3f;
//添加LineRenderer组件LineRendererlineRenderer=gameObject.AddComponent<LineRenderer>();
//设置坐标点个数为360个lineRenderer.positionCount=360;
//将LineRenderer绘制线的宽度 即圆的宽度 设为0.04lineRenderer.startWidth= .04f;
lineRenderer.endWidth= .04f;
//每一度求得一个在圆上的坐标点for (inti=0; i<360; i++)
        {
floatx=center.x+radius*Mathf.Cos(i*Mathf.PI/180f);
floatz=center.z+radius*Mathf.Sin(i*Mathf.PI/180f);
lineRenderer.SetPosition(i, newVector3(x, 0, z));
        }
    }
}

image.gif

运行上面的代码,即可得到在x、z轴所在的平面上以原点为中心,3为半径的通过Line Renderer组件绘制出的一个圆,如图所示:

image.gif

圆上缺了一个口,我们可以通过将Line Renderer组件的Loop属性设置为true来处理,该属性设为true后,可以将第一个点和最后一个点相连,形成闭环:

image.gif

有了上述在二维平面上绘制圆的基础后,在三维空间中绘制一个圆,需要添加一个参数,即圆的朝向,可以通过一个坐标点的位置减去圆的中心的位置求得该方向向量。在x、z轴所在的平面绘制出的圆,其朝向即Vector3.up,我们可以通过Quaternion类中的FromToRotation函数将该方向旋转到我们指定的方向,再通过向量与四元数相乘求得圆上的坐标位置:

image.gif

usingUnityEngine;
publicclassExample : MonoBehaviour{
//该点与圆的中心点形成一个圆的朝向    [SerializeField] privateTransformpoint;
privatevoidStart()
    {
//圆的中心点位置 假设为(0, 0, 0)Vector3center=Vector3.zero;
//圆的半径floatradius=3f;
//添加LineRenderer组件LineRendererlineRenderer=gameObject.AddComponent<LineRenderer>();
//设置坐标点个数为360个lineRenderer.positionCount=360;
//将LineRenderer绘制线的宽度 即圆的宽度 设为0.04lineRenderer.startWidth= .04f;
lineRenderer.endWidth= .04f;
//设置闭环lineRenderer.loop=true;
//朝向Quaterniondirection=Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, point.position-Vector3.zero);
//每一度求得一个在圆上的坐标点for (inti=0; i<360; i++)
        {
floatx=center.x+radius*Mathf.Cos(i*Mathf.PI/180f);
floatz=center.z+radius*Mathf.Sin(i*Mathf.PI/180f);
Vector3pos=newVector3(x, 0, z);
pos=direction*pos;
lineRenderer.SetPosition(i, pos);
        }
    }
}

image.gif

我们将朝向在OnDrawGizmos函数中通过Handles类中的DrawLine方法绘制出来便于查看,该方法可以在Scene场景窗口中绘制出一条直线。关于OnDrawGizmos和Handles的介绍如下:

image.gif

image.gif

privatevoidOnDrawGizmos()
{
Handles.color=Color.cyan;
Handles.DrawLine(Vector3.zero, point.position);
}

image.gif

image.gif

到此,已经可以在三维空间中绘制出圆,最终我们通过this关键字将其封装到Line Renderer类中作为拓展方法:

usingUnityEngine;
namespaceSK.Framework{
publicstaticclassLineRendererExtension    {
/// <summary>/// 绘制一个圆/// </summary>/// <param name="self">LineRenderer组件</param>/// <param name="center">圆的中心点坐标</param>/// <param name="direction">圆的朝向</param>/// <param name="radius">圆的半径</param>/// <param name="thickness">圆的宽度 即LineRenderer组件width</param>/// <returns></returns>publicstaticLineRendererDrawCircle(thisLineRendererself, Vector3center, Vector3direction, floatradius, floatthickness)
        {
//设置宽度self.startWidth=thickness;
self.endWidth=thickness;
//设置坐标点个数self.positionCount=360;
//设置闭环self.loop=true;
//朝向Quaternionq=Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, direction);
floatx, z;
//每一度求得一个在圆上的坐标点for (inti=0; i<360; i++)
            {
x=center.x+radius*Mathf.Cos(i*Mathf.PI/180f);
z=center.z+radius*Mathf.Sin(i*Mathf.PI/180f);
Vector3pos=newVector3(x, center.y, z);
pos=q*pos;
self.SetPosition(i, pos);
            }
returnself;
        }
    }
}

image.gif

测试代码:

usingUnityEngine;
usingUnityEditor;
usingSK.Framework;
publicclassExample : MonoBehaviour{
//圆的中心点    [SerializeField] privateTransformcenter;
//该点与圆的中心点形成一个圆的朝向    [SerializeField] privateTransformpoint;
privatevoidOnDrawGizmos()
    {
Handles.color=Color.cyan;
Handles.DrawLine(center.position, point.position);
    }
privatevoidOnGUI()
    {
if (GUILayout.Button("生成", GUILayout.Width(200f), GUILayout.Height(50f)))
        {
LineRendererline=gameObject.GetComponent<LineRenderer>();
if (line==null) line=gameObject.AddComponent<LineRenderer>();
line.DrawCircle(center.position, point.position-center.position, 3f, 0.04f);
        }
    }
}

image.gif

image.gif

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