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Unity开发绘画板——03.简单的实现绘制功能

article 2024/9/30 20:56:11

从本篇文章开始，将带着大家一起写代码，我不会直接贴出成品代码，而是会把写代码的历程以及遇到的问题、如何解决这些问题都记录在文章里面，当然，同一个问题的解决方案可能会有很多，甚至有更好更高效的方式是我所没有想到的，大家也可以在评论区一起讨论一下。

1.监听鼠标输入

要实现绘画的功能，监听鼠标的输入是首先要解决的问题，我们希望按下鼠标左键之后开始在屏幕中绘制，要实现这个也比较简单。

我们先在Scripts文件夹下创建一个新脚本，命名为Painter.cs, 并将其挂载到场景中的Painter节点上，我们将在Painter.cs的Update中实现该逻辑。

public class Painter : MonoBehaviour
{
    void Update()
    {
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
        
            //开始绘制
            var mousePosition = Input.mousePosition; //获取当前鼠标位置
        }
        
        
        if (Input.GetMouseButton(0))
        {
            //绘制
        }

        if (Input.GetMouseUp(0))
        {
            //停止绘制
        }
    }
}

2.绘制图案

通过Graphics.DrawTexture接口向RenderTexture中绘制图案，这里的图案其实就是我们的笔刷样式了。

例如我们现在有一张圆形的图案：

想要用这个作为笔刷在一张空的RenderTexture上去作画，实现的代码也很简单，在Painter.cs中实现如下方法：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Painter : MonoBehaviour
{
    public RenderTexture renderTexture;
    public Texture2D brushTexture; //笔刷纹理
    public float brushSize = 5f;
    
    void Update()
    {
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            
        }
        
        if (Input.GetMouseButton(0))
        {
            var mousePosition = Input.mousePosition;
            DrawBrush((int)mousePosition.x, (int)mousePosition.y);
        }
    }
    
    

    private void DrawBrush(int x, int y)
    {
        //纹理绘制的位置和大小
        Rect brushRect = new Rect(x, y, brushSize, brushSize);
        //指定渲染目标为renderTexture
        Graphics.SetRenderTarget(renderTexture);
        //保存当前矩阵状态
        GL.PushMatrix();
        //设置像素矩阵
        GL.LoadPixelMatrix(0, renderTexture.width, 0, renderTexture.height);
        //绘制纹理
        Graphics.DrawTexture(brushRect, brushTexture);
        //恢复之前的矩阵状态
        GL.PopMatrix();
        //重置渲染目标
        Graphics.SetRenderTarget(null);
    }

    
}

由于笔刷颜色是白色的，画板背景也是白色，为了让绘制结果能被看到，我们先把背景颜色调成黑色，改变MainCamera的Background即可（改变线条颜色我们之后会讲到），执行效果如下图所示：

可见已经有点感觉了，但是表现是很多间断的点，而不是连续的线，因为我们的绘制是由Update驱动的，所以绘制速度也受Update帧率影响，当鼠标速度快的时候尤其明显。

为了解决这个问题，我们可以考虑在点与点之间进行线性插值，绘制更多的点，这样就会显得连续了。

原理如下图：

从A点到B点之间线性插入若干点。

为了达到此目的，我们需要从一下几个点入手：

我们期望这些插入点的密度是可以通过参数调节的
我们在绘制当前的位置时需要知道上一次绘制的位置

简单改一下代码：

新增一个previousMousePos字段，用于记录上一次笔刷位置

新增函数 private void DrawLine(Vector2 start, Vector2 end) 用于绘制两点之间的连线

优化后的代码如下：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Painter : MonoBehaviour
{
    public RenderTexture renderTexture;
    public Texture2D brushTexture; //笔刷纹理
    public float brushSize = 5f;    //笔刷大小
    public float resolutionMultiplier = 5;  //线性插值密度调节
    
    private Vector2 previousMousePos; //记录上一帧鼠标的位置  
    
    void Update()
    {
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            previousMousePos = Input.mousePosition;
        }
        
        if (Input.GetMouseButton(0))
        {
            var mousePosition = Input.mousePosition;
            DrawLine(previousMousePos, mousePosition);
            previousMousePos = mousePosition;
        }
    }

    private void DrawLine(Vector2 start, Vector2 end)
    {
        float distance = Vector2.Distance(start, end);
        int steps = Mathf.CeilToInt(distance * resolutionMultiplier);
        for (int i = 0; i <= steps; i++)
        {
            float t = i / (float)steps;
            int x = Mathf.FloorToInt(Mathf.Lerp(start.x, end.x, t));
            int y = Mathf.FloorToInt(Mathf.Lerp(start.y, end.y, t));
            DrawBrush(x, y);
        }
    }

    private void DrawBrush(int x, int y)
    {
        Rect brushRect = new Rect(x, y, brushSize, brushSize);
        Graphics.SetRenderTarget(renderTexture);
        GL.PushMatrix();
        GL.LoadPixelMatrix(0, renderTexture.width, 0, renderTexture.height);
        Graphics.DrawTexture(brushRect, brushTexture);
        GL.PopMatrix();
        Graphics.SetRenderTarget(null);
    }

    
}

效果如下，感觉还是不错的~