仅占用一个 draw call !
效果
实现
整体思路
思路遵循以下几步
- 初始化一个多边形。
- 折叠后分割成两个多边形。
- 如果需要继续分割，对场上的所有多边形进行折叠，折叠出新的多边形的层级正好与原来的相反。
所以，所有的计算和渲染都可以转换成对一个多边形的操作。
为了简化计算，我们约定初始化的多边形为凸多边形。这么做有几个好处。
- 折叠后生成的仍是凸多边形，并且对于每个多边形只会折叠出两个
- 渲染时，分割凸多边形为三角形特别方便，即能快速计算出顶点索引
计算
主要分为三块
- 多边形分割
- 线线交点
- 轴对称
分割
观察触摸方向和多边形各个点的关系。
可以发现，触摸方向 与 触摸方向中点指向多边形顶点 的夹角决定了分割后的多边形的点。
- 当夹角大于90度时，该顶点正好是折叠多边形的顶点。
- 当夹角等于90度时，该顶点是两个多边形的顶点。
- 当夹角小于90度时，该顶点是底部多边形的顶点。
向量间的点积正好可以帮助我们判断夹角问题。
const dotValue = temp_v2_vector.dot(temp_v2_vector_3)
if (Math.abs(dotValue) === 0) {
// 刚好在点上
} else if (dotValue > 0) {
// 在前面
} else {
// 在后面
}
交点
当被分割的多边形相邻两点与触摸方向的夹角不同时（属于两个多边形的点），需要计算触摸向量的垂直线与该线段的交点。
直线上的一点可以用点和向量表示。
把两直线的点表达式结合，再运用克莱姆法则（Cramer's Rule）求出交点。
function linelinePoint(p1: Vec2, p1Dir: Vec2, p2: Vec2, p2Dir: Vec2) {
const a1 = p1Dir.x, b1 = -p2Dir.x, c1 = p2.x - p1.x
const a2 = p1Dir.y, b2 = -p2Dir.y, c2 = p2.y - p1.y
const d = a1 * b2 - a2 * b1,
d1 = c1 * b2 - c2 * b1,
d2 = a1 * c2 - c1 * a2
const t1 = d1 / d, t2 = d2 / d
return [t1, t2]
}
这里计算的是比例t，这个t不仅可以用来求出顶点坐标，也可以求出相交的纹理坐标。
const posSpilt = Vec2(pos.x + dir.x * t1, pos.y + dir.y * t1)
const uvSpilt = Vec2(uv.x + uvdir.x * t1, uv.y + uvdir.y * t1)
对称点
折叠多边形的顶点正好是原多边形顶点关于触摸垂直轴对称的点。
求对称点同样可以运用向量计算。
- 求出该顶点与中点的向量
- 求出该点在触摸方向的单位向量的投影(点乘)，这正好是距离的一半
- 求出对称点坐标（距离乘方向向量+起始点坐标）
Vec2.subtract(temp_v2_vector_4, temp_v2_pos, pos)
const dotLength = temp_v2_vector_4.dot(temp_v2_vector) * 2
temp_v2_pos_2.set((pos.x + temp_v2_vector.x * dotLength), pos.y + temp_v2_vector.y * dotLength)
渲染
渲染一个图形一般是由三角形组成。
对于凸多边形，分割三角形就比较简单。选取其中一个顶点，和其他顶点连接，就可以把多边形分割成三角形。
渲染一个凸多边形采用Assembler的方式组装顶点数据。
分为以下几步实现：
- 将引擎中的
Sprite-simple组装器拷贝出来，作为自己的组装器模板。 - 新建一个类继承
Sprite，并设置它的组装器到自己的组装器 - 创建变量顶点数组，纹理数组。
- 编写组装器逻辑
直接看看代码吧:D
凸多边形的类。
// 仅限凸多边形
@ccclass('PolygonSprite')
export class PolygonSprite extends Sprite {
@property({ type: [Vec2] })
protected _vertices: Vec2[] = [new Vec2(-100, -100), new Vec2(100, -100), new Vec2(100, 100), new Vec2(-100, 100)];
// 省略部分代码
@property({ type: [Vec2] })
protected _uvs: Vec2[] = [new Vec2(0, 0), new Vec2(1, 0), new Vec2(1, 1), new Vec2(0, 1)];
// 省略部分代码
protected _flushAssembler() {
//指向自定义的组装器
let assembler = polygonAssembler;
if (this._assembler !== assembler) {
this.destroyRenderData();
this._assembler = assembler;
}
// 省略部分代码
}
}
接下来看组装器内修改部分。
处理顶点数据
// 保存顶点数据
updateVertexData(sprite: PolygonSprite) {
//中间变量
const renderData = sprite.renderData;
if (!renderData) {
return;
}
renderData.vertexCount = renderData.dataLength = sprite.vertices.length
// 三角形数量 = 顶点数 - 2
// 索引数量 = 三角形数量X3
renderData.indicesCount = (renderData.vertexCount - 2) * 3
renderData.vertDirty = false;
for (let i = 0; i < sprite.vertices.length; ++i) {
const xy = sprite.vertices[i];
renderData.data[i].x = xy.x
renderData.data[i].y = xy.y
}
},
缓存UV坐标，我们定义的纹理坐标是归一化到0-1，在更新数据时再根据实际的纹理坐标(合图)进行转换。
updateUvs(sprite: PolygonSprite) {
const renderData = sprite.renderData!;
//实际uv
const uv = sprite.spriteFrame!.uv;
// 左 下 上 右
const l = uv[0], b = uv[1], t = uv[7], r = uv[6]
for (let i = 0; i < sprite.uvs.length; ++i) {
const uvs = sprite.uvs[i];
renderData.data[i].u = l + (r - l) * uvs.x
renderData.data[i].v = b + (t - b) * uvs.y
}
renderData.uvDirty = false;
},
填充数据修改，顶点索引就从第一个点开始连接到各个顶点的三角形。
fillBuffers(sprite: PolygonSprite, renderer: any) {
//省略代码
// 填充顶点
for (let i = 0; i < renderData.vertexCount; ++i) {
const vert = renderData.data[i];
// 计算世界坐标
vBuf![vertexOffset++] = a * vert.x + c * vert.y + tx;
vBuf![vertexOffset++] = b * vert.x + d * vert.y + ty;
vBuf![vertexOffset++] = vert.z;
// 填充uv
vBuf![vertexOffset++] = vert.u;
vBuf![vertexOffset++] = vert.v;
Color.toArray(vBuf!, sprite.color, vertexOffset);
vertexOffset += 4;
}
// 填充索引
for (let i = 0; i < sprite.vertices.length - 2; ++i) {
const start = i;
iBuf![indicesOffset++] = vertexId;
iBuf![indicesOffset++] = start + 1 + vertexId;
iBuf![indicesOffset++] = start + 2 + vertexId;
}
},
小结
实现折叠效果可以将问题分解成处理一个多边形的问题，并用assembler实现合批渲染。
以上为白玉无冰使用 Cocos Creator 3.0.0 实现 "折纸效果!" 的技术分享。欢迎三连(点赞/在看/留言/分享)支持!
keep hungry! keep foolish!
当然也可以在号内找到所有教程项目的地址:D
原文链接