Unity3D教你制作Bezier和Spine曲线编辑器四

在上篇博客中介绍了关于曲线编辑器的制作，下面开始讲如何去编辑，这就需要在曲线上加控制点虽然我们的样条是连续的，但它在曲线段之间会急剧的变化，这些突然变化也导致了点的方向和速度变化，因为两个曲线之间的共享控制点会产生两个不同的速度，每一个曲线都有一个速度。

如果我们想让曲线速度相等，必须确保定义它们的两个控制点——前一条曲线的三分之一和下一条曲线的第二点——在共享点周围镜像，这确保了第一和二阶导数是连续的。

其实，最灵活的方法是决定每条曲线的边界，当然，一旦我们有了这些限制，我们就不能让任何人直接编辑BezierSpline的点，因此，让我们将数组私有并提供对它的间接访问，确保让Unity知道我们仍然想要序列化我们的点，否则它们就不会被保存。代码如下所示：

[SerializeField]
	private Vector3[] points;

	public int ControlPointCount {
		get {
			return points.Length;
		}
	}

	public Vector3 GetControlPoint (int index) {
		return points[index];
	}

	public void SetControlPoint (int index, Vector3 point) {
		points[index] = point;
	}

现在，BezierSplineInspector必须使用新的方法和属性，而不是直接访问点数组。

private void OnSceneGUI () {
		spline = target as BezierSpline;
		handleTransform = spline.transform;
		handleRotation = Tools.pivotRotation == PivotRotation.Local ?
			handleTransform.rotation : Quaternion.identity;
		
		Vector3 p0 = ShowPoint(0);
		for (int i = 1; i < spline.ControlPointCount; i += 3) {
			Vector3 p1 = ShowPoint(i);
			Vector3 p2 = ShowPoint(i + 1);
			Vector3 p3 = ShowPoint(i + 2);
			
			Handles.color = Color.gray;
			Handles.DrawLine(p0, p1);
			Handles.DrawLine(p2, p3);
			
			Handles.DrawBezier(p0, p3, p1, p2, Color.white, null, 2f);
			p0 = p3;
		}
		ShowDirections();
	}
	
	private Vector3 ShowPoint (int index) {
		Vector3 point = handleTransform.TransformPoint(spline.GetControlPoint(index));
		float size = HandleUtility.GetHandleSize(point);
		Handles.color = Color.white;
		if (Handles.Button(point, handleRotation, size * handleSize, size * pickSize, Handles.DotCap)) {
			selectedIndex = index;
		}
		if (selectedIndex == index) {
			EditorGUI.BeginChangeCheck();
			point = Handles.DoPositionHandle(point, handleRotation);
			if (EditorGUI.EndChangeCheck()) {
				Undo.RecordObject(spline, "Move Point");
				EditorUtility.SetDirty(spline);
				spline.SetControlPoint(index, handleTransform.InverseTransformPoint(point));
			}
		}
		return point;
	}

当然，我们也不再希望允许直接访问检查器中的数组，因此取消对DrawDefaultInspector的调用，为了仍然允许通过输入进行更改，让我们为选定的点显示一个向量场。

public override void OnInspectorGUI () {
		spline = target as BezierSpline;
		if (selectedIndex >= 0 && selectedIndex < spline.ControlPointCount) {
			DrawSelectedPointInspector();
		}
		if (GUILayout.Button("Add Curve")) {
			Undo.RecordObject(spline, "Add Curve");
			spline.AddCurve();
			EditorUtility.SetDirty(spline);
		}
	}

	private void DrawSelectedPointInspector() {
		GUILayout.Label("Selected Point");
		EditorGUI.BeginChangeCheck();
		Vector3 point = EditorGUILayout.Vector3Field("Position", spline.GetControlPoint(selectedIndex));
		if (EditorGUI.EndChangeCheck()) {
			Undo.RecordObject(spline, "Move Point");
			EditorUtility.SetDirty(spline);
			spline.SetControlPoint(selectedIndex, point);
		}
	}

另外，当我们在场景视图中选择一个点时，检查器不会刷新自己。我们可以通过调用spline的SetDirty来解决这个问题，但这并不正确，因为样条没有改变。幸运的是，我们可以发出重新绘制的请求。

private Vector3 ShowPoint (int index) {
		Vector3 point = handleTransform.TransformPoint(spline.GetControlPoint(index));
		float size = HandleUtility.GetHandleSize(point);
		Handles.color = Color.white;
		if (Handles.Button(point, handleRotation, size * handleSize, size * pickSize, Handles.DotCap)) {
			selectedIndex = index;
			Repaint();
		}
		if (selectedIndex == index) {
			EditorGUI.BeginChangeCheck();
			point = Handles.DoPositionHandle(point, handleRotation);
			if (EditorGUI.EndChangeCheck()) {
				Undo.RecordObject(spline, "Move Point");
				EditorUtility.SetDirty(spline);
				spline.SetControlPoint(index, handleTransform.InverseTransformPoint(point));
			}
		}
		return point;
	}

让我们定义一个枚举类型来描述我们的三种模式。创建一个新脚本，删除默认代码，并使用三个选项定义enum。

public enum BezierControlPointMode {
	Free,
	Aligned,
	Mirrored
}

现在我们可以将这些模式添加到BezierSpline中，我们只需要在曲线之间存储模式，让我们把它们放到一个长度等于曲线数+ 1的数组中，

您需要重置您的样条或创建一个新的样条，以确保您有合适大小的数组。

	[SerializeField]
	private BezierControlPointMode[] modes;
	
	public void AddCurve () {
		Vector3 point = points[points.Length - 1];
		Array.Resize(ref points, points.Length + 3);
		point.x += 1f;
		points[points.Length - 3] = point;
		point.x += 1f;
		points[points.Length - 2] = point;
		point.x += 1f;
		points[points.Length - 1] = point;

		Array.Resize(ref modes, modes.Length + 1);
		modes[modes.Length - 1] = modes[modes.Length - 2];
	}
	
	public void Reset () {
		points = new Vector3[] {
			new Vector3(1f, 0f, 0f),
			new Vector3(2f, 0f, 0f),
			new Vector3(3f, 0f, 0f),
			new Vector3(4f, 0f, 0f)
		};
		modes = new BezierControlPointMode[] {
			BezierControlPointMode.Free,
			BezierControlPointMode.Free
		};
	}

当我们在曲线之间存储模式时，如果我们能得到和设置每个控制点的模式是很方便的。因此，我们需要将点索引转换为模式索引，因为在现实点

共享模式。作为一个例子，点索引序列0、1、2、3、4、5、6对应于模式索引序列0、0、1、1、1、2、2。所以我们需要加1然后除以3。

	public BezierControlPointMode GetControlPointMode (int index) {
		return modes[(index + 1) / 3];
	}

	public void SetControlPointMode (int index, BezierControlPointMode mode) {
		modes[(index + 1) / 3] = mode;
	}

现在， BezierSplineInspector可以允许我们改变所选点的模式，你会注意到，改变一个点的模式似乎也会改变与之相关的点的模式。

private void DrawSelectedPointInspector() {
		GUILayout.Label("Selected Point");
		EditorGUI.BeginChangeCheck();
		Vector3 point = EditorGUILayout.Vector3Field("Position", spline.GetControlPoint(selectedIndex));
		if (EditorGUI.EndChangeCheck()) {
			Undo.RecordObject(spline, "Move Point");
			EditorUtility.SetDirty(spline);
			spline.SetControlPoint(selectedIndex, point);
		}
		EditorGUI.BeginChangeCheck();
		BezierControlPointMode mode = (BezierControlPointMode)
			EditorGUILayout.EnumPopup("Mode", spline.GetControlPointMode(selectedIndex));
		if (EditorGUI.EndChangeCheck()) {
			Undo.RecordObject(spline, "Change Point Mode");
			spline.SetControlPointMode(selectedIndex, mode);
			EditorUtility.SetDirty(spline);
		}
	}

如果我们在场景视图中得到一些关于节点类型的可视化反馈，那将是很有用的，我们可以很容易地把这些点涂上颜色，我将用白色表示自由，黄色表示对齐。

private static Color[] modeColors = {
		Color.white,
		Color.yellow,
		Color.cyan
	};
	
	private Vector3 ShowPoint (int index) {
		Vector3 point = handleTransform.TransformPoint(spline.GetControlPoint(index));
		float size = HandleUtility.GetHandleSize(point);
		Handles.color = modeColors[(int)spline.GetControlPointMode(index)];
		if (Handles.Button(point, handleRotation, size * handleSize, size * pickSize, Handles.DotCap)) {
			selectedIndex = index;
			Repaint();
		}
		if (selectedIndex == index) {
			EditorGUI.BeginChangeCheck();
			point = Handles.DoPositionHandle(point, handleRotation);
			if (EditorGUI.EndChangeCheck()) {
				Undo.RecordObject(spline, "Move Point");
				EditorUtility.SetDirty(spline);
				spline.SetControlPoint(index, handleTransform.InverseTransformPoint(point));
			}
		}
		return point;
	}

到目前为止，我们只是着色点，现在是执行约束的时候了，我们为BezierSpline添加一个新的方法，当一个点移动或模式发生改变时调用它，它需要一个点索引，并从检索相关模式开始。

public void SetControlPoint (int index, Vector3 point) {
		points[index] = point;
		EnforceMode(index);
	}
	
	public void SetControlPointMode (int index, BezierControlPointMode mode) {
		modes[(index + 1) / 3] = mode;
		EnforceMode(index);
	}

	private void EnforceMode (int index) {
		int modeIndex = (index + 1) / 3;
	}

我们应该检查是否真的没有强制执行任何东西。当模式被设置为自由时，或者当我们在曲线的端点时。在这些情况下，我们可以在不做任何事情的情况下返回。

	private void EnforceMode (int index) {
		int modeIndex = (index + 1) / 3;
		BezierControlPointMode mode = modes[modeIndex];
		if (mode == BezierControlPointMode.Free || modeIndex == 0 || modeIndex == modes.Length - 1) {
			return;
		}
	}

现在我们应该调整哪一点?当我们改变一个点的模式时，它要么是曲线上的一点，要么是它的一个相邻的点。当我们选择中间点时，我们可以保持之前的点固定并在对边的点上执行约束。如果我们选择了另一个点，我们应该保持一个固定和调整它的反向。这样我们选择的点总是保持在它所在的位置，我们来定义这些点的指数。

if (mode == BezierControlPointMode.Free || modeIndex == 0 || modeIndex == modes.Length - 1) {
			return;
		}
		
		int middleIndex = modeIndex * 3;
		int fixedIndex, enforcedIndex;
		if (index <= middleIndex) {
			fixedIndex = middleIndex - 1;
			enforcedIndex = middleIndex + 1;
		}
		else {
			fixedIndex = middleIndex + 1;
			enforcedIndex = middleIndex - 1;
		}

让我们首先考虑镜像的情况，为了在中间点镜像，我们必须从中间的向量取到固定的点——它是(固定的-中)-并把它倒过来，这是切线，

把它加到中间，得到了我们的执行点。

if (index <= middleIndex) {
			fixedIndex = middleIndex - 1;
			enforcedIndex = middleIndex + 1;
		}
		else {
			fixedIndex = middleIndex + 1;
			enforcedIndex = middleIndex - 1;
		}

		Vector3 middle = points[middleIndex];
		Vector3 enforcedTangent = middle - points[fixedIndex];
		points[enforcedIndex] = middle + enforcedTangent;

对于对齐模式，我们还必须确保新切线的长度与以前的相同，我们把它标准化，然后乘以中间的和以前的控制点之间的距离。

Vector3 enforcedTangent = middle - points[fixedIndex];
		if (mode == BezierControlPointMode.Aligned) {
			enforcedTangent = enforcedTangent.normalized * Vector3.Distance(middle, points[enforcedIndex]);
		}
		points[enforcedIndex] = middle + enforcedTangent;

终于看到效果了，从现在开始，每当你移动一个点或改变点的模式时，约束就会被执行，但当移动中间点时，前一点总是固定不变，下一个点总是被强制执行，这可能很好，但如果两个点都和中间的点一起移动的话，这是很直观的，我们来调整SetControlPoint把它们移动到一起。

	public void SetControlPoint (int index, Vector3 point) {
		if (index % 3 == 0) {
			Vector3 delta = point - points[index];
			if (index > 0) {
				points[index - 1] += delta;
			}
			if (index + 1 < points.Length) {
				points[index + 1] += delta;
			}
		}
		points[index] = point;
		EnforceMode(index);
	}

另外，我们还应该确保在添加曲线时，约束被执行，可以通过在添加新曲线的地方调用强制执行程序来实现这一点。

	public void AddCurve () {
		Vector3 point = points[points.Length - 1];
		Array.Resize(ref points, points.Length + 3);
		point.x += 1f;
		points[points.Length - 3] = point;
		point.x += 1f;
		points[points.Length - 2] = point;
		point.x += 1f;
		points[points.Length - 1] = point;

		Array.Resize(ref modes, modes.Length + 1);
		modes[modes.Length - 1] = modes[modes.Length - 2];
		EnforceMode(points.Length - 4);
	}

我们还可以添加另一个约束，通过强制第一个和最后一个控制点共享相同的位置，我们可以将样条变成一个循环。当然，我们也必须考虑模式。

我们将一个循环属性添加到BezierSpline。当它设置为true时，我们确保端点匹配的模式和我们调用SetPosition，相信它会处理位置和模式约束。

[SerializeField]
	private bool loop;

	public bool Loop {
		get {
			return loop;
		}
		set {
			loop = value;
			if (value == true) {
				modes[modes.Length - 1] = modes[0];
				SetControlPoint(0, points[0]);
			}
		}
	}

现在我们可以将循环属性添加到BezierSplineInspector：

public override void OnInspectorGUI () {
		spline = target as BezierSpline;
		EditorGUI.BeginChangeCheck();
		bool loop = EditorGUILayout.Toggle("Loop", spline.Loop);
		if (EditorGUI.EndChangeCheck()) {
			Undo.RecordObject(spline, "Toggle Loop");
			EditorUtility.SetDirty(spline);
			spline.Loop = loop;
		}
		if (selectedIndex >= 0 && selectedIndex < spline.ControlPointCount) {
			DrawSelectedPointInspector();
		}
		if (GUILayout.Button("Add Curve")) {
			Undo.RecordObject(spline, "Add Curve");
			spline.AddCurve();
			EditorUtility.SetDirty(spline);
		}
	}

为了正确地执行循环，我们需要对BezierSpline做更多的更改。

首先，SetControlPointMode需要确保在循环的情况下，第一个和最后一个模式保持相等。

	public void SetControlPointMode (int index, BezierControlPointMode mode) {
		int modeIndex = (index + 1) / 3;
		modes[modeIndex] = mode;
		if (loop) {
			if (modeIndex == 0) {
				modes[modes.Length - 1] = mode;
			}
			else if (modeIndex == modes.Length - 1) {
				modes[0] = mode;
			}
		}
		EnforceMode(index);
	}

其次，在处理一个循环时，SetControlPoint需要不同的边界情况。

	public void SetControlPoint (int index, Vector3 point) {
		if (index % 3 == 0) {
			Vector3 delta = point - points[index];
			if (loop) {
				if (index == 0) {
					points[1] += delta;
					points[points.Length - 2] += delta;
					points[points.Length - 1] = point;
				}
				else if (index == points.Length - 1) {
					points[0] = point;
					points[1] += delta;
					points[index - 1] += delta;
				}
				else {
					points[index - 1] += delta;
					points[index + 1] += delta;
				}
			}
			else {
				if (index > 0) {
					points[index - 1] += delta;
				}
				if (index + 1 < points.Length) {
					points[index + 1] += delta;
				}
			}
		}
		points[index] = point;
		EnforceMode(index);
	}

再次，在EnforceMode函数中，强制执行的只能是在最后的时候，它还必须检查固定的或强制的点：

private void EnforceMode (int index) {
		int modeIndex = (index + 1) / 3;
		BezierControlPointMode mode = modes[modeIndex];
		if (mode == BezierControlPointMode.Free || !loop && (modeIndex == 0 || modeIndex == modes.Length - 1)) {
			return;
		}

		int middleIndex = modeIndex * 3;
		int fixedIndex, enforcedIndex;
		if (index <= middleIndex) {
			fixedIndex = middleIndex - 1;
			if (fixedIndex < 0) {
				fixedIndex = points.Length - 2;
			}
			enforcedIndex = middleIndex + 1;
			if (enforcedIndex >= points.Length) {
				enforcedIndex = 1;
			}
		}
		else {
			fixedIndex = middleIndex + 1;
			if (fixedIndex >= points.Length) {
				fixedIndex = 1;
			}
			enforcedIndex = middleIndex - 1;
			if (enforcedIndex < 0) {
				enforcedIndex = points.Length - 2;
			}
		}

		Vector3 middle = points[middleIndex];
		Vector3 enforcedTangent = middle - points[fixedIndex];
		if (mode == BezierControlPointMode.Aligned) {
			enforcedTangent = enforcedTangent.normalized * Vector3.Distance(middle, points[enforcedIndex]);
		}
		points[enforcedIndex] = middle + enforcedTangent;
	}

最后，我们还需要在向样条添加曲线时考虑循环：

public void AddCurve () {
		Vector3 point = points[points.Length - 1];
		Array.Resize(ref points, points.Length + 3);
		point.x += 1f;
		points[points.Length - 3] = point;
		point.x += 1f;
		points[points.Length - 2] = point;
		point.x += 1f;
		points[points.Length - 1] = point;

		Array.Resize(ref modes, modes.Length + 1);
		modes[modes.Length - 1] = modes[modes.Length - 2];
		EnforceMode(points.Length - 4);

		if (loop) {
			points[points.Length - 1] = points[0];
			modes[modes.Length - 1] = modes[0];
			EnforceMode(0);
		}
	}

我们有循环了，但我们不能再看到样条从哪里开始，这很不方便，我们可以通过让BezierSplineInspector总是将第一点的点的大小增加一倍来说明这一点。

注意，如果在一个循环中，最后一点会被绘制在上面，所以如果你点击了大圆点的中间，你会选择最后一点，而如果你从中间点击了，你会得到第一个点。

private Vector3 ShowPoint (int index) {
		Vector3 point = handleTransform.TransformPoint(spline.GetControlPoint(index));
		float size = HandleUtility.GetHandleSize(point);
		if (index == 0) {
			size *= 2f;
		}
		Handles.color = modeColors[(int)spline.GetControlPointMode(index)];
		if (Handles.Button(point, handleRotation, size * handleSize, size * pickSize, Handles.DotCap)) {
			selectedIndex = index;
			Repaint();
		}
		if (selectedIndex == index) {
			EditorGUI.BeginChangeCheck();
			point = Handles.DoPositionHandle(point, handleRotation);
			if (EditorGUI.EndChangeCheck()) {
				Undo.RecordObject(spline, "Move Point");
				EditorUtility.SetDirty(spline);
				spline.SetControlPoint(index, handleTransform.InverseTransformPoint(point));
			}
		}
		return point;
	}

效果如下：

代码下载地址：链接:http://pan.baidu.com/s/1gfrJVrl 密码:ft1o 中的编号04的包。

下篇博客介绍如何使用曲线编辑器。。。。。。

Unity3D教你制作Bezier和Spine曲线编辑器四

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