[Unity3D]Unity3D游戏开发之在3D场景中选择物体并显示轮廓效果

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大家好，我是秦元培，欢迎大家关注我的博客，我的博客地址是blog.csdn.net/qinyuanpei。

在《仙剑奇侠传》、《古剑奇谭》等游戏中，常常须要玩家在一个3D场景中选取场景中的物体。比方为我方角色加入状态、为我方角色添加血量、选择要攻击的敌人等，通常我们使用鼠标来选择一个目标物体，当鼠标移动到目标物体上时，目标物体将显示轮廓线，此时就表示当前物体被选中，我们能够在此基础上为游戏物体进行一系列的操作。那么，这一功能怎样在Unity3D中实现呢？首先我们能够将问题分解为两个子问题：第一，怎样确定物体是否被选中；第二，物体被选中后怎样清晰地传达给用户。如图是古剑奇谭和仙剑奇侠传的战斗画面：

接下来，我们分别来解决这两个问题。对于第一个问题，我们能够採取射线检測的方法，即从摄像机向鼠标所在的位置发射射线，假设该射线击中了游戏场景中的物体，我们就觉得该物体被选中了。对于第二个问题，我们须要让物体的轮廓线显示出来，这是我们今天着重要研究的地方。在Unity3D中我们能够通过Shader 即着色器来实现更改材质的渲染方法。Unity3D内置了6类着色器，从简单的VertexLit到复杂的带有高光的视差凹凸贴图(Parallax Bumped with Specular),共30个。当中：

1、Normal：适用于不透明的物体

2、Transparent：适用于半透明的物体，透明度由贴图的alpha通道决定

3、TransparentCutOut：适用于某些部分透明，某些部分不透明的物体

4、Self-Illuminated：适用于须要自发光的物体

5、Reflective：适用于须要反射环境光的物体

6、Lightmapped：适用于须要加入光照贴图及相应的UV坐标数值

从一般的意义上来说，着色器定义了渲染物体的方法、材质中指定的贴图、用于渲染的顶点及片段着色程序、材质中调整的颜色以及各种数值设定。而相相应地，材质决定我们将使用那些贴图来渲染、使用哪些颜色渲染等。在今天的文章中，我们将定义以下的着色器代码：

Shader "Custom/BoundryShader" {
Properties {
//定义材质的颜色为白色
_Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)
//定义材质的轮廓线为黑色
_OutlineColor ("Outline Color", Color) = (0,0,0,1)//改变这个能改变轮廓边的颜色
//定义线宽
_Outline ("Outline width", Range (0.0, 0.03)) = 0.001//改变这个能改变轮廓边的粗细
_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" { }
}CGINCLUDE
#include "UnityCG.cginc"struct appdata {
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
};struct v2f {
float4 pos : POSITION;
float4 color : COLOR;
};uniform float _Outline;
uniform float4 _OutlineColor;v2f vert(appdata v) {
// just make a copy of incoming vertex data but scaled according to normal direction
v2f o;
o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);float3 norm = mul ((float3x3)UNITY_MATRIX_IT_MV, v.normal);
float2 offset = TransformViewToProjection(norm.xy);o.pos.xy += offset * o.pos.z * _Outline;
o.color = _OutlineColor;
return o;
}
ENDCGSubShader {
Tags { "Queue" = "Transparent" }// note that a vertex shader is specified here but its using the one above
Pass {
Name "OUTLINE"
Tags { "LightMode" = "Always" }
Cull Off
ZWrite Off
ZTest Always
ColorMask RGB // alpha not used// you can choose what kind of blending mode you want for the outline
Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha // Normal
//Blend One One // Additive
//Blend One OneMinusDstColor // Soft Additive
//Blend DstColor Zero // Multiplicative
//Blend DstColor SrcColor // 2x MultiplicativeCGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment fraghalf4 frag(v2f i) :COLOR {
return i.color;
}
ENDCG
}Pass {
Name "BASE"
ZWrite On
ZTest LEqual
Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
Material {
Diffuse [_Color]
Ambient [_Color]
}
Lighting On
SetTexture [_MainTex] {
ConstantColor [_Color]
Combine texture * constant
}
SetTexture [_MainTex] {
Combine previous * primary DOUBLE
}
}
}SubShader {
Tags { "Queue" = "Transparent" }Pass {
Name "OUTLINE"
Tags { "LightMode" = "Always" }
Cull Front
ZWrite Off
ZTest Always
ColorMask RGB// you can choose what kind of blending mode you want for the outline
Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha // Normal
//Blend One One // Additive
//Blend One OneMinusDstColor // Soft Additive
//Blend DstColor Zero // Multiplicative
//Blend DstColor SrcColor // 2x MultiplicativeCGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma exclude_renderers gles xbox360 ps3
ENDCG
SetTexture [_MainTex] { combine primary }
}Pass {
Name "BASE"
ZWrite On
ZTest LEqual
Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
Material {
Diffuse [_Color]
Ambient [_Color]
}
Lighting On
SetTexture [_MainTex] {
ConstantColor [_Color]
Combine texture * constant
}
SetTexture [_MainTex] {
Combine previous * primary DOUBLE
}
}
}Fallback "Diffuse"
}

对于着色器程序的编写，我们此时能够先放在一边，这里我们着重来学习怎样使用着色器来实现不同的渲染效果。我们新建一个材质，将该材质的着色器设置为我们这里编写的着色器，如图：

好，在准备好材质后，我们就能够正式開始今天的内容啦，我们创建一个简单的场景：

注意到这里的物体时没有轮廓线的，由于我们这里使用的是默认材质Default-Diffuse。那么，接下来，我们通过编程的方式来动态更换材质，这样就能够实现不同的渲染效果，编写以下的脚本：

using UnityEngine;
using System.Collections;public class ShowBoundry : MonoBehaviour {//使用显示轮廓的简单材质
public Material mSimpleMat;
//使用显示轮廓的高级材质
public Material mAdvanceMat;
//默认材质
public Material mDefaultMat;void Update ()
{
//获取鼠标位置
Vector3 mPos=Input.mousePosition;
//向物体发射射线
Ray mRay=Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
RaycastHit mHit;
//射线检验
if(Physics.Raycast(mRay,out mHit))
{
//Cube
if(mHit.collider.gameObject.tag=="Cube")
{
//将当前选中的对象材质换成带轮廓线的材质
mHit.collider.gameObject.renderer.material=mSimpleMat;
//将未选中的对象材质换成默认材质
GameObject.Find("Sphere").renderer.material=mDefaultMat;
//设置提示信息
GameObject.Find("GUIText").guiText.text="当前选择的对象是:Cube";
}
//Sphere
if(mHit.collider.gameObject.tag=="Sphere")
{
//将当前选中的对象材质换成带轮廓线的材质
mHit.collider.gameObject.renderer.material=mSimpleMat;
//将未选中的对象材质换成默认材质
GameObject.Find("Cube").renderer.material=mDefaultMat;
//设置提示信息
GameObject.Find("GUIText").guiText.text="当前选择的对象是:Sphere";
}
//Person
if(mHit.collider.gameObject.tag=="Person")
{
//由于人物模型的材质较为复杂，所以不能使用这样的方法
}
}}
}

在上面的这段脚本中，首先我们指定了三个材质，各自是适用于简单物体(如Cube等）的带轮廓线的材质，适用于复杂物体(如人物模型）的带轮廓线的材质( 本文未实现)、适用于简单物体的默认材质。主要原理就是我们在文章开头就提到过的射线检验方法。我们将这个脚本绑定到游戏场景中的物体上，设置好tag后就能够执行程序了，我们一起来看看程序的效果吧！

这就是我们今天想要实现的效果啦，通过今天的文章我们能够实如今3D场景中对一个物体的选取，这样的需求在游戏里还是比較多的啊，哈哈。那么，对于复杂的人物模型怎么办呢？模型通常会有非常多张贴图，假设我们针对每一张贴图再去制作与之相应的材质文件，是不是会有些繁琐呢？那么请大家关注我的博客，我们将在下一篇文章中为大家揭晓。好了，老规矩，为大家送上一句充满力量的话，早安！

每日箴言：人生就像一座山，重要的不是它的高低，而在于它的灵秀。