算法与游戏实战技术之刀光拖尾实现

刀光拖尾的实现方式主要有两种：一种是美术使用MAX工具制作的特效实现的，也就是美术根据动作调的特效，这个特效是不跟随动作的，只是角色做动作时播放一下特效而已，按照这种方式实现的特效扩展起来非常麻烦，动作只要改动，对应的特效也随之改动，效果如下图所示：

另一种方式是使用曲线插值实现的，它是获取到动作取样点然后带入曲线公式进行插值处理，这种实现方式可以不拘于动作的表现，

直接用代码动态去绘制的，它是跟随动作一起运动的，纹理贴图可以随意更换，而且更易于扩展，效果非常好，当然也可以不用插值实现

，直接通过采样点进行动态绘制，效果如下所示：

笔者以前做端游时，实现过刀光拖尾算法，当时在游戏公司使用的游戏引擎还不完善，很多功能都需要去开发或者完善。引擎的刀光拖尾算法也

需要完成，笔者负责实现刀光的拖尾算法，刚开始我选择的插值算法是贝塞尔曲线，结果插值的效果感觉不很理想，当然使用贝塞尔曲线也是

可以解决问题的，最终选择了B样条曲线插值。下面把我当时实现思路给读者解释一下：角色拿着武器在挥动的过程中是通过动作取样函数获取

到武器挥动时的一系列点。这些点作为关键点带入B样条曲线公式中，关键点之间可以等分成10段或者是多段，这样可以让曲线更加平滑了。

另外要实现刀光的淡入淡出效果，动作取样的关键点可以通过时间控制其产生和消失，这个是跟随动作实现的。

下面介绍一下，使用Unity实现的刀光拖尾，网上也有相关的资料，该拖尾的实现方式并没有使用线性插值，只是将取样点连成三角形面片

然后将材质赋到三角面片上，再根据时间控制其销毁。代码实现的主要思路是先把取样点存入到列表中，再根据这些取样点绘制成三角面片。

最后根据时间对其做淡入淡出效果，先给读者展示的函数是将取样点添加到List表中，函数如下所示：

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1. public void Itterate(float itterateTime)

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1. {

2. position = transform.position;

3. now = itterateTime;

5. // Add a new trail section

6. if (sections.Count == 0 || (sections[0].point - position).sqrMagnitude > minDistance * minDistance) {

7. TronTrailSection section = new TronTrailSection();

8. section.point = position;

9. if (alwaysUp)

10. section.upDir = Vector3.up;

11. else

12. section.upDir = transform.TransformDirection(Vector3.up);

14. section.time = now;

15. sections.Insert(0, section);

17. }

18. }

接下来就是动作取样了，动作取样是关键点的获取，函数如下所示：

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1. <spanstyle="white-space:pre"></span>void RunAnimations ()

2. {

3. //

4. if (t > 0) {

5. eulerAngles = transform.eulerAngles;

6. position = transform.position;

7. while (tempT < t) {

9. tempT += animationIncrement;

10. for (int i = 0; i <fadingStates.Count; i++) {

11. if (FadeOutAnimation (fadingStates[i], animationIncrement)) {

12. fadingStates.RemoveAt (i);

13. i--;

14. }

15. }

16. if (currentState != null)

17. FadeInCurrentState (animationIncrement);

18. //

19. m = tempT / t;

20. transform.eulerAngles = new Vector3(Mathf.LerpAngle(lastEulerAngles.x, eulerAngles.x, m),Mathf.LerpAngle(lastEulerAngles.y, eulerAngles.y, m),Mathf.LerpAngle(lastEulerAngles.z, eulerAngles.z, m));

21. transform.position = Vector3.Lerp(lastPosition, position, m);

22. //

23. // ** Samples the animation at that moment

24. //

25. animation.Sample ();

26. //

27. // ** Adds the information to the WeaponTrail

28. //

29. for (int j = 0; j <trails.Count; j++) {

30. if (trails[j].time > 0) {

31. trails[j].Itterate (Time.time - t + tempT);

32. } else {

33. trails[j].ClearTrail ();

34. }

35. }

36. }

37. //

38. // ** End of loop

39. //

40. tempT -= t;

41. //

42. // ** Sets the position and rotation to what they were originally

43. transform.position = position;

44. transform.eulerAngles = eulerAngles;

45. lastPosition = position;

46. lastEulerAngles = eulerAngles;

47. //

48. // ** Finally creates the meshes for the WeaponTrails (one per frame)

49. //

50. for (int j = 0; j <trails.Count; j++) {

51. if (trails[j].time > 0) {

52. trails[j].UpdateTrail (Time.time, t);

53. }

54. }

55. }

56. }

取样点完成后，开始更新刀光拖尾函数了，函数代码如下所示：

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1. publicvoid UpdateTrail(float currentTime, float deltaTime)

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1. {

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1. <span style="white-space:pre"> </span>// ** call once a frame **

3. // Rebuild the mesh

4. mesh.Clear();

5. //

6. // Remove old sections

7. while (sections.Count > 0 && currentTime > sections[sections.Count - 1].time + time) {

8. sections.RemoveAt(sections.Count - 1);

9. }

10. // We need at least 2 sections to create the line

11. if (sections.Count < 2)

12. return;

13. //

14. vertices = new Vector3[sections.Count * 2];

15. colors = new Color[sections.Count * 2];

16. uv = new Vector2[sections.Count * 2];

17. //

18. currentSection = sections[0];

19. //

20. // Use matrix instead of transform.TransformPoint for performance reasons

21. localSpaceTransform = transform.worldToLocalMatrix;

23. // Generate vertex, uv and colors

24. for (var i = 0; i < sections.Count; i++) {

25. //

26. currentSection = sections[i];

27. // Calculate u for texture uv and color interpolation

28. float u = 0.0f;

29. if (i != 0)

30. u = Mathf.Clamp01((currentTime - currentSection.time) / time);

31. //

32. // Calculate upwards direction

33. Vector3 upDir = currentSection.upDir;

35. // Generate vertices

36. vertices[i * 2 + 0] = localSpaceTransform.MultiplyPoint(currentSection.point);

37. vertices[i * 2 + 1] = localSpaceTransform.MultiplyPoint(currentSection.point + upDir * height);

39. uv[i * 2 + 0] = new Vector2(u, 0);

40. uv[i * 2 + 1] = new Vector2(u, 1);

42. // fade colors out over time

43. Color interpolatedColor = Color.Lerp(startColor, endColor, u);

44. colors[i * 2 + 0] = interpolatedColor;

45. colors[i * 2 + 1] = interpolatedColor;

46. }

48. // Generate triangles indices

49. int[] triangles = newint[(sections.Count - 1) * 2 * 3];

50. for (int i = 0; i < triangles.Length / 6; i++) {

51. triangles[i * 6 + 0] = i * 2;

52. triangles[i * 6 + 1] = i * 2 + 1;

53. triangles[i * 6 + 2] = i * 2 + 2;

55. triangles[i * 6 + 3] = i * 2 + 2;

56. triangles[i * 6 + 4] = i * 2 + 1;

57. triangles[i * 6 + 5] = i * 2 + 3;

58. }

60. // Assign to mesh

61. mesh.vertices = vertices;

62. mesh.colors = colors;

63. mesh.uv = uv;

64. mesh.triangles = triangles;

65. //

66. // Tween to the desired time

67. //

68. if (time > desiredTime){

69. time -= deltaTime*timeTransitionSpeed;

70. if(time <= desiredTime) time = desiredTime;

71. } elseif (time < desiredTime){

72. time += deltaTime*timeTransitionSpeed;

73. if(time >= desiredTime) time = desiredTime;

74. }

75. }

动作的取样点生成网格效果展示如下所示：

在网格贴上材质后实现的效果如下所示：

拖尾算法实现方式不用曲线插值一样可以实现出来，当然实现插值的方式也是可以实现的。