【Unity 3D】元宇宙案例之虚拟地球信息射线实战(附源码、演示视频和步骤 超详细)

简介: 【Unity 3D】元宇宙案例之虚拟地球信息射线实战(附源码、演示视频和步骤 超详细)

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一、效果展示

效果展示如下 射线动态的在地球上发射和接收 整个场景也是一个的动态的过程,看上去充满科技感

演示视频如下

虚拟地球射线

二、实现步骤

打开Unity Hub选择新建下项目,选择3D模板,工程名为EarthRay

然后导入资源包 需要资源包请点赞关注收藏后评论区留言私信

1:制作虚拟地球

创建球体 在Hierarchy视图中右击,选择3D Object->Sphere命令 新建一个球体

然后将球体的position设置为0,0,0,设置摄像机的position属性为0,0,-1.5,这样地球就在屏幕正中间显示了

2:制作虚拟地球大气层

在Hierarchy视图中右击球体对象,选择新建一个球体,命名为Clouds

然后调整Clouds对象的Scale属性为1.01,1.01,1.01 使其比Earth对象大一点,笼罩在Earth对象外围

3:天空盒设置

天空有些单调 我们将天空盒设置为太空的场景 这样看起来更美观和具有科技感

打开window-rendering-lighting窗口 然后切换到environment选项卡 找到skybox material属性,然后将materials文件夹中的skybox文件拖入skybox material属性卡槽

至此 虚拟地球场景搭建完成

4:制作虚拟地球信息射线

首先我们要实现地球自转

在Scripts文件夹中新建一个C#脚本,命名为Earth  代码放在文章结尾

在实现虚拟地球信息射线前,需要先了解一下如何制作射线

因为地球的球面是一个弧形,从地球上的一点向另一点发射信息射线是一个弧线,所以不能直接将两个点链接到一起,需要弧度平滑,弧度平滑可以用贝塞尔曲线生成

5:实现单击后发射虚拟地球信息射线

接下来实现当单击地球上两个点后发射虚拟地球信息射线的功能

新建一个C#脚本,命名为Line 代码放在文章末尾

6:实现自动发射虚拟地球信息射线

自动发射虚拟地球信息射线需要先在球的表面选取两个点,用代码实现时要设计几何知识,已知球的求新坐标,要想在球的表面随机选取两个点,需要先在球心随机生成两个方向向量,这两个方向向量从球心出发,分别经过一个半径长度,即可到达球的表面,方向向量与球的表面的相交处就是要选取的点

7:波纹粒子特效

我们将用做好的粒子特效,直接导入即可

三、代码

导入资源包结构如下

代码文件夹结构如下

部分代码如下 需要全部代码请点赞关注收藏后评论区留言私信~~~

earth.cs

using System.Collections;
using Uni
public class Earth : MonoBehaviour
{
    public Line line;// 曲线
    private Vector3 pos1 = Vector3.zero;// 鼠标点击第一个点
    private Vector3 pos2 = V
    {
        line.gameObject.SetActive(false);
    }
    void Update()
    {
        // 地球自转
        transform.Rotate(Vector3.up * Time.deltaTime, Space.Self);
        // 点击发射虚拟地球信息射线
        RayClickLine();
        // 自动发射虚拟地球信息射线
        AutoFireLine();
    }
    /// <summar
    private void RayClickLine()
    {
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
            RaycastHit hit;
            if (Physics.Raycast(ray, out hit))
            {
                mouseClicks++;
                if (mouseClicks == 1)
                {
                    // 第一个点坐标
                    pos1 = hit.point;
                }
                if (mouseClicks == 2)
                {2 = hit.point;
                    // 计算其他点的坐标
                    Vector3[] pos;
                    pos = CountPoints(pos1, pos2);
                    Vector3 ctrlPoint1 = pos[0];
                    Vector3 ctrlPoint2 = pos[1];
                    Line line = Instantiate(this.line);
                    line.gameObject.SetActive(true);
                    line.transform.SetParent(transform);
                    // 画线
                    StartCoroutine(line.DrawRay(transform.position,pos1, ctrlPoint1, ctrlPoint2, pos2));
                    // 状态恢复
                    pos1 = Vector3.zero;
                    pos2 = Vector3.zero;
                    mouseClicks = 0;
                }
            }
        }
    }
    /// <summary>
    /// 自动发射虚拟地球信息射线
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    void AutoFireLine()
    {
        //this.line.gameObject.SetActive(false);
        invokeTime += Time.deltaTime;
        if (invokeTime > invokeDistance)
        {
            // 循环生成曲线
            Line line = Instantiate(this.line);
            line.gameObject.SetActive(true);
            line.transform.SetParent(transform);
            // 在地球表面随机一个起始点
            Vector3 fromPos = SpawnRandPos();
            // 在地球表面随机一个终点
            Vector3 toPos = SpawnRandPos();
            // 计算其他点的坐标
            Vector3[] pos;
            pos = CountPoints(fromPos, toPos);
            Vector3 ctrlPoint1 = pos[0];
            Vector3 ctrlPoint2 = pos[1];
            StartCoroutine(line.DrawRay(transform.position,fromPos, ctrlPoint1, ctrlPoint2, toPos));
            // 状态恢复
            invokeTime = 0;
            invokeDistance = Random.Range(0.3f, 2f);
        }
    }
        // 控制点2
        pos[1] = toPos + (center - transform.position).normalized * (fromPos - toPos).magnitude * 0.6f;
        return pos;
    }
    //生成随机点
    private Vector3 SpawnRandPos()
    {
        // 半径
        float radius = transform.localScale.x / 2f;
        Vector3 Pos= transform.position + new Vector3(Random.Range(-1f, 1f), Random.Range(-1f, 1f), Random.Range(-1f, 1f)).normalized * radius;
        return Pos;
    }
}

line.cs

using System.Collections;
using SystEngine;
public class Line : MonoBehaviour
{
    private LineRenderer lineRenderer;//lineRenderer组件
    private List<Vector3> posList = new List<Vector3>();//存储点坐标
    public int MAX_FRAG_CNT = 100;//曲线最大点数
    void Awake()
    {
        lineRenderer = GetComponent<LineRenderer>();
    }
    public Transform startPoint;//开始位置波纹粒子
    public Transform endPoint;  //结束位置波纹粒子
    /// <summary>
    /// 绘制曲线
    /// </summary>
    /// <param name="earthPos">虚拟地球位置</param>
    /// <param name="fromPos">起点坐标</param>
    /// <param name=trlPoint2">控制坐标2</param>
    /// <param name="toPos">终点坐标</param>
    /// <returns></returns>
    public IEnumerator DrawRay(Vector3 earthPos, Vector3 fromPos, Vector3 ctrlPoint1, Vector3 ctrlPoint2, Vector3 toPos)
    {
        // 起始位置粒子
        startPoint.gameObject.SetActive(true);
        startPoint.forward = fromPos - earthPos;
        startPoint.localPosition = fromPos + startPoint.forward * 0.01f;
        for (int i = 0; i <= MAX_FRAG_CNT; ++i)
        {
            posList.Clear();
            for (int j = 0; j <= i; ++j)
            {
                posList.Add(cubicBezier(fromPos, ctrlPoint1, ctrlPoint2, toPos, (float)j / MAX_FRAG_CNT));
            }
            lineRenderer.positionCount = posList.Count;
            lineRenderer.SetPositions(posList.ToArray());
            yield return new WaitForSeconds(0.02f);
        }
        // 目标位置粒子
        endPoint.gameObject.SetActive(true);
        endPoint.forward =MAX_FRAG_CNT; ++i)
        {
            posList.Clear();
            for (int j = i; j <= MAX_FRAG_CNT; ++j)
            {
                posList.Add(cubicBezier(fromPos, ctrlPoint1, ctrlPoint2, toPos, (float)j / MAX_FRAG_CNT));
            }
            lineRenderer.positionCount = posList.Count;
            lineRenderer.SetPositions(posList.ToArray());
            yield return new WaitForSeconds(0.001f);
        }
        Destroy(gameObject);
    }
    /// <summary>
    /// 三阶贝塞尔曲线
    /// </summary>
    /// <param name="pos1">控制点1</param>
    /// <param name=
    private Vector3 cubicBezier(Vector3 pos1, Vector3 pos2, Vector3 pos3, Vector3 pos4, float t)
    {
        Vector3 aa = pos1 + (pos2 - pos1) * t;
        Vector3 bb = pos2 + (pos3 - pos2) * t;
        Vector3 cc = pos3 + (pos4 - pos3) * t;
        return (aa + (bb - aa) * t) + ((bb + (cc - bb) * t) - (aa + (bb - aa) * t)) * t;
    }
}

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