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构造一个分形大体步骤 实例化游戏对象 使用递归 使用协程 添加随机数 分形是有趣，并且美丽的。在这篇文章中，我们将写一个C#脚本，修改一些分形的行为（旋转、颜色、网格等等）。 假设你已经了解了Unity的基础操作和UnityC#基础。如果你完成过时钟的教程，那么你就有了一定的基础可以继续阅读下去。 最终效果 怎么制作分形呢？我们想要创建一个3D分形。我们使用分形的详细概念便能知道怎么做。我们可以应用这个概念到UnityHierarchy面板中的一个游戏对象上去。首先，使用一些根（root）对象，然后添加根对象的子对象，这些子对象除了大小不同外，其他地方完全相同。这样做会很麻烦，所以我们将创建一个脚本去帮助我们完成这件事情（就是为根物体创建子物体）。 首先，创建一个空的项目。然后定位灯光的方向，移动相机到一个合适的角度，你怎么喜欢怎么来。继续创建一个材质（material）用于给分形使用。使用系统自带的高光（specular）Shader，保持系统默认参数即可，使用高光Shader会比默认的Shader效果很更好一些。 创建一个空的游戏物体，并且让它位于原点（0，0，0），并命名为“Fractal”，这就是我们分形的根（root）物体。然后创建一个C#脚本，命名为“Fractal”，并为空物体（Fractal）添加该脚本。 usingUnityEngine; usingSystem.Collections; publicclassFractal:MonoBehaviour { } 目前所做的如上图所示 显示一些东西我们的分形会是什么样子的呢？让我们制作它吧。首先，为我们的脚本添加一个公有的（接下来公有的指的是public）Mesh（网格）和一个公有的Material（材质）变量。然后再Start()函数里为我们的Fractal物体添加MeshFilter和MeshRenderer组件（通过AddComponent添加）。在添加组件的同时，顺便为该组件添加相应的参数。 usingUnityEngine; usingSystem.Collections; publicclassFractal:MonoBehaviour { publicMeshmesh; publicMaterialmaterial; voidStart() { gameObject.AddComponentMeshFilter().mesh=mesh; gameObject.AddComponentMeshRenderer().material=material; } } 什么是Mesh（网格）？ Mesh是通过使用图形硬件绘制复杂的东西的一个概念。它是一个导入到Unity的3D模型的默认形状或者通过代码来生成。 在3D空间中，Mesh包含至少一个点的集合，通过这些点去组合一些基本的二维图形，使用比较广的是三角形。Mesh的表面一般由一个个三角形组成。通常，你不会注意到这些三角形。 什么是Material（材质）？ 材质常用于定义物体对象的视觉效果。他们可以从非常简单（如一些常见的颜色）到复杂（如高光、反射等等）。 材质由一个Shade（着色器）r和Shader的一些需要的数据组成。Shader也是一种脚本语言。用于通知显卡应该如何绘制物体。 Start()什么时候调用的？ 一旦游戏被运行，Start()函数在组件创建之后通过Unity来调用。它在Update()函数执行的前调用，且只调用一次。 AddComponent()函数是如何运作的？ AddConponent()函数用于为游戏物体添加一个新的组件。该函数添加一个组件，且还会返回一个参数。这就是我们为什么可以立即访问组件的值的原因（就是上面的代码：gameObject.AddComponentMeshFilter().mesh=mesh;）。你也可以使用该组件的变量，如下所示。 MeshFilterfilter=gameObject.AddComponentMeshFilter(); filter.mesh=mesh; 这是一个比较通用的方法。它实际上是一个模板方法（就是所谓的泛型）。你可以在尖括号（）去指定添加组件的类型。 现在，我们可以为Fractal脚本的属性卡槽分配相应的组件了。Material卡槽可以使用拖拽的方式将之前制作好的Fractal材质拖进卡槽中，然而Mesh卡槽可以点击卡槽旁边的圆点来进行选择分配（在这里我们选择的是Cube）。这时候点击Play你将会在场景中看到一个立方体。 在Play模式下显示 制作子物体我应该如何创建分形物体的子物体呢？最简单的方式就是在Start()函数里创建一个新的游戏物体，并且为其添加Fractal组件（也就是Fractal脚本）。你可以尝试一下。 voidStart() { gameObject.AddComponentMeshFilter().mesh=mesh; gameObject.AddComponentMeshRenderer().material=material; newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal(); } new做了什么事情？ new关键字用于构造一个对象(object)或者结构(struct)的实例化。它允许调用一个构造函数来实例化对象或结构体。 问题是，每一个新的分形的实例化都将会创建另一个新的分形。这将会导致每一帧都执行该操作，永不停止。让它运行一会儿，你的计算机将会由于内存耗尽导致崩溃。典型的递归算法不会停止，这将会耗尽你的电脑资源，导致堆栈溢出异常或崩溃。 为了防止这类事情发生，我们采用最大深度的概念。我们实例化第一个分形的深度为0。它的子物体的深度将为1。子物体的子物体的深度为2，以此类推。直到到达最大深度为止。 添加一个公有的名为“maxDepth“的int类的变量。在Inspector面板中设置它的值为4。再次添加一个私有的（private）名为”depth“的int类型的变量。如果当前深度小于最大深度的话，我们就创建一个新的子物体。 当我们进入Play模式时会发生什么事情呢？ usingUnityEngine; usingSystem.Collections; publicclassFractal:MonoBehaviour { publicMeshmesh; publicMaterialmaterial; publicintmaxDepth; privateintdepth; voidStart() { gameObject.AddComponentMeshFilter().mesh=mesh; gameObject.AddComponentMeshRenderer().material=material; if(depthmaxDepth) { Debug.Log(depth); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal(); } } } 最大深度 只有一个子物体被创建。为什么呢？因为我们还没有给depth变量赋值，它的值便一直为0.因为0比4小，我们的根物体便创建了一个子物体。无论如何，我们从来没有设置子物体的maxDepth，因为它的值一直为0。 除此之外，子物体也缺少一个材质（material）和网格（Meth）。我们需要从父物体上复制那些参数。让我们添加一个新的函数，该函数负责所有的必要的初始化。 usingUnityEngine; usingSystem.Collections; publicclassFractal:MonoBehaviour { publicMeshmesh; publicMaterialmaterial; publicintmaxDepth; privateintdepth; voidStart() { gameObject.AddComponentMeshFilter().mesh=mesh; gameObject.AddComponentMeshRenderer().material=material; if(depthmaxDepth) { Debug.Log(depth); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this); } } voidInitialize(Fractalparent) { mesh=parent.mesh; material=parent.material; maxDepth=parent.maxDepth; depth=parent.depth+1; } } this是什么？ this关键字指的是当前对象（就是自身）或结构体的方法被调用。它常用于使用当前类中隐藏的行为或属性（比如继承下来的一些函数和属性等等）。例如，我们可以通过depth访问该变量，也可以通过this.depth来访问改变了，没有本质的区别。 当你需要传递一个对象自身的引用时，你便可以使用this关键字来实现。例如上面的Initialize(this)一样。为什么？因为我们调用的是新的子物体上的Initialize()函数，而不是父物体上的Initialize()函数。 Initialize()在Start()函数之前调用？ 是的。是这样的。首先，创建新的游戏物体。然后一个新的Fractal组件（就是Fractal脚本）被创建出来，并且添加到新的游戏物体上。就在这时候，Awake()和OnEnable()函数将会被调用。在调用Initialize()函数之后，AddComponent()函数便执行完毕。直到下一帧之前Start()函数不会被调用。 PS：这里的Start()函数指的是子物体的Start()函数。而这里的Initialize()函数指的是父物体的Initialize()函数。 当我们进入Play模式时，不出所料，四个子物体便被创建出来。但是他们不是真正的子物体，因为他们都出现在Hierarchy面板上，而不是作为Fractal的子物体出现。因此，我们要做的就是让子物体的transform等于父物体的transform，如下所示： usingUnityEngine; usingSystem.Collections; publicclassFractal:MonoBehaviour { publicMeshmesh; publicMaterialmaterial; publicintmaxDepth; privateintdepth; voidStart() { gameObject.AddComponentMeshFilter().mesh=mesh; gameObject.AddComponentMeshRenderer().material=material; if(depthmaxDepth) { Debug.Log(depth); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this); } } voidInitialize(Fractalparent) { mesh=parent.mesh; material=parent.material; maxDepth=parent.maxDepth; depth=parent.depth+1; transform.parent=parent.transform; } } 子物体没有使用嵌套 子物体使用了嵌套 塑造子物体到目前为止，子物体算是叠加到父物体上了，这意味着我们只能看到一个正方体。我们需要在本地坐标上移动它们，使它们都能被看到。我们还需要较少它们的大小，让子物体变得比父物体更小。 首先缩小大小。要缩小多大呢？让我们使用一个名为“childScale”的新的变量来配置大小，并且在Inspector面板中设置它的值为0.5。不要忘了从父物体向子物体传递这个值。然后使用它去设置自物体的本地大小。 下一步，我们应该在什么地方移动子物体呢？让我们简单的移动它们，以便它们能触碰到他们的父物体。我们采取父物体各个方向上的大小，这样有利于保持立方体的形状。向上移动，然后让子物体与父物体能触碰到，因此我们需要一个额外的操作，那就是使用子物体大小的一半加上0.5（下面我会画图说明），如下所示： usingUnityEngine; usingSystem.Collections; publicclassFractal:MonoBehaviour { publicMeshmesh; publicMaterialmaterial; publicintmaxDepth; privateintdepth; publicfloatchildScale; voidStart() { gameObject.AddComponentMeshFilter().mesh=mesh; gameObject.AddComponentMeshRenderer().material=material; if(depthmaxDepth) { Debug.Log(depth); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this); } } voidInitialize(Fractalparent) { mesh=parent.mesh; material=parent.material; maxDepth=parent.maxDepth; depth=parent.depth+1; childScale=parent.childScale; transform.parent=parent.transform; transform.localScale=Vector3.one*childScale; transform.localPosition=Vector3.up*(0.5f+0.5f*childScale); } } 下面是画图说明： Play模式下便能看到如图所示 调整childScale的值（由0.3-0.7），便能看到如图所示效果。 制作多个子物体我们创建的形状像个塔一样，这不是一个分形。我们需要它有分支，通过每一个父物体创建多个子物体。这很简单，只是创建第二个对象而已，但是它需要在不同的方向生长。那么，让我们为我们的Intialize()函数添加一个方向参数，用它来定位孩子初始化的位置方向。 这是什么意思呢？ 这意味着我没有做任何改变，便能省略了一大块代码。我们只需要传入一个方向便能在某个方向生成子物体，然而我们只添加了一句代码，便能做到这个事情，是不是很酷啊！！ Play模式下便能看到如图效果 这回看起来有点分形的样子了！！你知道这些立方体都是在什么时候创建的吗？他们在几帧内就可以创建完成了，因此它生长的很快，我们几乎无法看到生长的过程。我认为延缓它们生长的过程，且能看到这个过程是非常有趣的。那么，我们可以通过使用一个协程（Coroutie）来完成这件事情。 可以把协程看作一个函数，你可以在协程里插入暂停（延迟操作）语句。当函数调用暂停语句时，其余的程序仍在执行。尽管这种观点过于简单化了，但现在我们需要使用它（协程）。 删除那两条创建子物体的语句（在下面代码中以红色显示），然后创建一个新的函数，命名为“CreateChildren”。这个函数需要使用IEnumerator作为返回类型参数，IEnumerator被放在System.Collections命名空间下。这就是为什么Unity默认模板里包含这两个命名空间的原因（UnityEngine和System.Collections）。 我们需要在Start()函数里通过使用StartCoroutine()函数来开启这个协程。 然后添加一条暂停语句，让创建子物体的操作延迟0.5秒（yieldreturnnewWaitForSeconds(0.5f)）。如下所示： usingUnityEngine; usingSystem.Collections; publicclassFractal:MonoBehaviour { publicMeshmesh; publicMaterialmaterial; publicintmaxDepth; privateintdepth; publicfloatchildScale; voidStart() { gameObject.AddComponentMeshFilter().mesh=mesh; gameObject.AddComponentMeshRenderer().material=material; if(depthmaxDepth) { //newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this,Vector3.up); //newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this,Vector3.right); StartCoroutine(CreateChildren()); } } IEnumeratorCreateChildren() { yieldreturnnewWaitForSeconds(0.5f); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this,Vector3.up); yieldreturnnewWaitForSeconds(0.5f); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this,Vector3.right); } voidInitialize(Fractalparent,Vector3direction) { mesh=parent.mesh; material=parent.material; maxDepth=parent.maxDepth; depth=parent.depth+1; childScale=parent.childScale; transform.parent=parent.transform; transform.localScale=Vector3.one*childScale; transform.localPosition=Vector3.up*(0.5f+0.5f*childScale); transform.localPosition=direction*(0.5f+0.5f*childScale); } } 什么是枚举器（enumerator）？ 枚举器是一个存放一条一条数据的容器，它和数组很相像，数据都是有序存放的。枚举器或迭代器是一个对象提供了一个接口。System.Collections.IEnumerator描述了这个接口。 我们为什么需要枚举器呢？因为协程使用了枚举器。这也是为什么Unity默认使用那两个命名空间的原因。 return做了些什么事情？ 使用return关键字去指明一个函数执行完成。有时你还必须return函数指定的类型。如果是函数的返回类型为void则无需返回任何指定类型。 在一个函数块内可以有多个return声明。在这种情况下，表明该函数有不同的退出函数的方法。通常情况下使用if或ifelse的嵌套来指定退出函数的方式。 yield做了些什么事情？ 在语句中使用yield关键字，表示在该关键字所在的方法、运算符或get访问器是迭代器。通过使用yield定义迭代器，可在实现自定义集合类型的IEnumerable和IEnumerator模式时无需其他显式类，我们的CreateChildren()函数恰好就是IEnumerator类型，因此我们可以使用yield作为它的返回类型。 协程是如何工作的？ 当你在Unity中创建一个协程时，事实上你创建的是一个迭代器。当你使用StartCoroutine()函数调用这个协程时，该协程的每一个任务项将被储存在每一帧中，并在每一帧中执行任务，直到完成。 yiled的声明语句就是一个任务项。 你可以在你需要的地方使用yiled语句。如使用WaitForSeconds()去让控制你的代码的执行。但总的来说，可以把协程看作诗一个简单的迭代器。 现在，我们可以观察分形的生长过程了！！使用这种方式（协程）你有没有发现一个问题呢？让我们为每一个子物体添加三个子物体，三个子物体的方向分别为上、左、右。 usingUnityEngine; usingSystem.Collections; publicclassFractal:MonoBehaviour { publicMeshmesh; publicMaterialmaterial; publicintmaxDepth; privateintdepth; publicfloatchildScale; voidStart() { gameObject.AddComponentMeshFilter().mesh=mesh; gameObject.AddComponentMeshRenderer().material=material; if(depthmaxDepth) { //newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this,Vector3.up); //newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this,Vector3.right); StartCoroutine(CreateChildren()); } } IEnumeratorCreateChildren() { yieldreturnnewWaitForSeconds(0.5f); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this,Vector3.up); yieldreturnnewWaitForSeconds(0.5f); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this,Vector3.right); yieldreturnnewWaitForSeconds(0.5f); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this,Vector3.left); } voidInitialize(Fractalparent,Vector3direction) { mesh=parent.mesh; material=parent.material; maxDepth=parent.maxDepth; depth=parent.depth+1; childScale=parent.childScale; transform.parent=parent.transform; transform.localScale=Vector3.one*childScale; transform.localPosition=Vector3.up*(0.5f+0.5f*childScale); transform.localPosition=direction*(0.5f+0.5f*childScale); } } 标准和透视视图 打开透视视图 现在的问题就是子物体生长的方向和父物体相同（就是父物体生长的方向有上，左，右，而子物体的方向也是上，左，右）。这便导致了一个物体和父物体重叠了（如向左边生长的子物体，它向右生长的子物体将与父物体重叠，有点绕，下面有图解）。解决这个问题，我们需要旋转子物体的方向来避免发生重叠。 我们将通过在Initialize()函数中添加一个方向参数解决这个问题。它将使用一个四元素来设置新生成的子物体的本地旋转。朝上生长的子物体不需要旋转，朝右生长的子物体需要朝顺时针旋转90°，朝左生长的子物体需要朝逆时针旋转90°。 usingUnityEngine; usingSystem.Collections; publicclassFractal:MonoBehaviour { publicMeshmesh; publicMaterialmaterial; publicintmaxDepth; privateintdepth; publicfloatchildScale; voidStart() { gameObject.AddComponentMeshFilter().mesh=mesh; gameObject.AddComponentMeshRenderer().material=material; if(depthmaxDepth) { //newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this,Vector3.up); //newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal().Initialize(this,Vector3.right); StartCoroutine(CreateChildren()); } } IEnumeratorCreateChildren() { yieldreturnnewWaitForSeconds(0.5f); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal() .Initialize(this,Vector3.up,Quaternion.identity); yieldreturnnewWaitForSeconds(0.5f); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal() .Initialize(this,Vector3.right,Quaternion.Euler(0f,0f,-90f)); yieldreturnnewWaitForSeconds(0.5f); newGameObject(FractalChild).AddComponentFractal() .Initialize(this,Vector3.left,Quaternion.Euler(0f,0f,90f)); } voidInitialize(Fractalparent,Vector3direction,Quaternionorientation) { mesh=parent.mesh; material=parent.material; maxDepth=parent.maxDepth; depth=parent.depth+1; childScale=parent.childScale; transform.parent=parent.transform; transform.localScale=Vector3.one*childScale; transform.localPosition=Vector3.up*(0.5f+0.5f*childScale); transform.localPosition=direction*(0.5f+0.5f*childScale); transform.localRotation=orientation; } } 解决问题之后的显示效果 现在子物体已经旋转了，它们不会很快就生长完成了。但是你也许会注意到那些小的子物体还是发生了重叠现象。这是由于我将Scale设置为0.5。你可以缩小Scale的大小去解决这个问题，或者换成球体试试。 球体的显示效果图 由于白癜风怎么治最好北京哪家治白癜风医院比较好
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时间:2016-12-21来源:本站原创作者:佚名
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