前言
在前面的文章中，我们已经了解了怎样使用Unity Shader来绘制简单的点和线，本文将延续上次的话题，讲述一下如何在场景中使用Unity Shader绘制自由多边形。
本文所述的程序，支持在地图中用鼠标点击，确定多边形顶点，并且绘制多边形的边，在内部填充半透明的颜色。先展示一下最终效果。完整工程下载地址在本文末尾处。
1 开发工具介绍
Windows 10（64位）
Unity 5.4.1（64位）
2 建立工程
首先建立一个新工程，命名为Polygon，并创建一个Scene。在场景中新建一个Plane，该Plane是默认带有碰撞体的，这个碰撞体必须有，因为我们在后边使用鼠标选取位置的时候，涉及到碰撞检测。给该Plane加上贴图。
3 核心代码实现
3.1 Polygon.cs脚本中实现的是鼠标点击和向shader传递信息的功能
（1）为了实现鼠标点选场景中的3D位置，需要使用射线
Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
RaycastHit hit;
if (Physics.Raycast(ray, out hit, 100))
{
Debug.DrawLine(ray.origin, hit.point);
}
（2）向shader传递顶点的位置和数量
（3）将鼠标点击的位置转化为屏幕坐标
worldPos[currentpointNum-1] = hit.point; Vector3 v3 = Camera.main.WorldToScreenPoint (worldPos [currentpointNum-1]); screenPos[currentpointNum-1] = new Vector4(v3.x,Screen.height-v3.y,v3.z,0);3.2 Polygon.shader中实现多边形的绘制功能
（1）计算两点之间的距离函数
float Dis(float4 v1,float4 v2) { return sqrt(pow((v1.x-v2.x),2)+pow((v1.y-v2.y),2)); }（2）绘制线段的函数
bool DrawLineSegment(float4 p1, float4 p2, float lineWidth,v2f i) { float4 center = float4((p1.x+p2.x)/2,(p1.y+p2.y)/2,0,0); //计算点到直线的距离 float d = abs((p2.y-p1.y)*i.vertex.x + (p1.x - p2.x)*i.vertex.y +p2.x*p1.y -p2.y*p1.x )/sqrt(pow(p2.y-p1.y,2) + pow(p1.x-p2.x,2)); //小于或者等于线宽的一半时，属于直线范围 float lineLength = sqrt(pow(p1.x-p2.x,2)+pow(p1.y-p2.y,2)); if(d<=lineWidth/2 && Dis(i.vertex,center)<lineLength/2) { return true; } return false; }（3）绘制多边形的函数
参考：https://www.ecse.rpi.edu/Homepages/wrf/Research/Short_Notes/pnpoly.html
bool pnpoly(int nvert, float4 vert[6], float testx, float testy) { int i, j; bool c=false; float vertx[6]; float verty[6]; for(int n=0;n<nvert;n++) { vertx[n] = vert[n].x; verty[n] = vert[n].y; } for (i = 0, j = nvert-1; i < nvert; j = i++) { if ( ((verty[i]>testy) != (verty[j]>testy)) && (testx < (vertx[j]-vertx[i]) * (testy-verty[i]) / (verty[j]-verty[i]) + vertx[i]) ) c = !c; } return c; }4 完整的C#脚本和Shader代码
Ploygon.cs
using UnityEngine; using System.Collections; [ExecuteInEditMode] public class Polygon : MonoBehaviour { public Material mat; //绑定材质 Vector3[] worldPos; //存储获取的3D坐标 Vector4[] screenPos; //存储待绘制的多边形顶点屏幕坐标 int maxPointNum=6; //多边形顶点总数 int currentpointNum =0; //当前已经获得的顶点数 int pointNum2Shader =0; //传递顶点数量给shader bool InSelection=true; //是否处于顶点获取过程 void Start () { worldPos = new Vector3[maxPointNum]; screenPos = new Vector4[maxPointNum]; } void Update () { mat.SetVectorArray("Value",screenPos); //传递顶点屏幕位置信息给shader mat.SetInt ("PointNum",pointNum2Shader); //传递顶点数量给shader //使用摄像机发射一条射线，以获取要选择的3D位置 Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition); RaycastHit hit; if (Physics.Raycast(ray, out hit, 100)) { Debug.DrawLine(ray.origin, hit.point); } //利用鼠标点击来获取位置信息 if (Input.GetMouseButtonDown (0)&& InSelection) { if (currentpointNum < maxPointNum) { currentpointNum++; pointNum2Shader++; worldPos[currentpointNum-1] = hit.point; Vector3 v3 = Camera.main.WorldToScreenPoint (worldPos [currentpointNum-1]); screenPos[currentpointNum-1] = new Vector4(v3.x,Screen.height-v3.y,v3.z,0); } else { InSelection = false; } } //实时更新已选择的3D点的屏幕位置 for (int i = 0; i < maxPointNum; i++) { Vector3 v3 = Camera.main.WorldToScreenPoint (worldPos[i]); screenPos[i] = new Vector4(v3.x,Screen.height-v3.y,v3.z,0); } //检测是否有3D点移动到了摄像机后面，如果有，则停止绘制 for (int i = 0; i < currentpointNum; i++) { if (Vector3.Dot(worldPos[i]- Camera.main.transform.position,Camera.main.transform.forward)<=0) { pointNum2Shader=0; break; } pointNum2Shader= currentpointNum; } } //抓取当前的渲染图像进行处理 void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest) { Graphics.Blit(src, dest, mat); } }Polygon.shader
5 运行效果
小结
本文介绍的是关于Unity Shader的一种基本应用。使用了简单的绘制技术，完成了在场景中进行自由多边形区域的选择功能。目前，还只是一种简单的实现，仅仅展示了绘制一个多边形。读者可以根据自己的需要，扩展其相关功能。
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工程文件打包下载：
链接: https://pan.baidu.com/s/1nvRSweH 密码: jr2g