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【Unity C#编程】图表 可视化数据:3D展示

发布时间:2014年3月23日 / 分类:Unity3D&SketchUp学习笔记 / 16,476 次围观 / 抢沙发!

本文由Aoi翻译,转载请注明出处。文章来自于catlikecoding,原文作者介绍了Unity制作图表、可视化数据的方法。文章最后提供完成文件下载,更多的名词解释内容,请点击末尾的“原文链接”查看。

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【Unity中的C#编程】图表 可视化数据(上)

【Unity中的C#编程】图表 可视化数据(中)

 

 

完全成熟的 3D

现在该添加第三个维度了!这将让图表从网格进化成立方体,可以用体积来表示。换句话说,我们将创建一个小小的三维像素系统。

复制Graph 2和 Grapher2 ,然后改成 Graph 3Grapher3, 就像做第二图表那样。不要忘了禁用Graph 2 ,并且确保不再播放模式。

 

三个图表对象

 Grapher3做些修改。首先,把分辨率限制为30,转换为27000个点。确保你调整的是分辨率滑块,那样就不会超过范围。如果你从复制品创建的,设置成更高的分辨率,它还是这个值。

我们还得初始化Y轴上的点以及绿色分量。

[Range(10, 30)]
    public int resolution = 10;
  
    private void CreatePoints () {
        currentResolution = resolution;
        points = new ParticleSystem.Particle[resolution * resolution * resolution];
        float increment = 1f / (resolution - 1);
        int i = 0;
        for (int x = 0; x < resolution; x++) {
            for (int z = 0; z < resolution; z++) {
                for (int y = 0; y < resolution; y++) {
                    Vector3 p = new Vector3(x, y, z) * increment;
                    points[i].position = p;
                    points[i].color = new Color(p.x, p.y, p.z);
                    points[i++].size = 0.1f;
                }
            }
        }
    }

现在Graph 3 Graph 2看起来一样了,但是它看起来更牢靠。这是因为我们仍然在Update函数里设置Y轴。所以所有XZ都是一样的点将会有相同的Y轴位置。我们必须不再设置Y轴,而是以颜色的alpha分量来替代。那样函数就能定义体积的密度。

void Update () {
        if (currentResolution != resolution || points == null) {
            CreatePoints();
        }
        FunctionDelegate f = functionDelegates[(int)function];
        float t = Time.timeSinceLevelLoad;
        for (int i = 0; i < points.Length; i++) {
            Color c = points[i].color;
            c.a = f(points[i].position, t);
            points[i].color = c;
        }
        particleSystem.SetParticles(points, points.Length);
    }

分辨率为1030的立方体

现在,图表看起来更像一个坚固的立方体。该函数不是很明显,因为它们不是沿着Y轴变化的。只有两个动画函数,正弦和波纹,会产生一些有趣的结果。

 

让我们改变线性计算的函数f(x,y,z) = 1 - x - y – z。这样它就从(0, 0, 0)开始,沿直线逐渐趋于透明。我们也可以用幂数做相似的东西。更妙的是,给它加点动画会变得更有趣!

private static float Linear (Vector3 p, float t) {
        return 1f - p.x - p.y - p.z + 0.5f * Mathf.Sin(t);
    }
  
    private static float Exponential (Vector3 p, float t) {
        return 1f - p.x * p.x - p.y * p.y - p.z * p.z + 0.5f * Mathf.Sin(t);
    }

线性和幂数

接下来,更新 Parabola,这样就能产生一个圆柱体,再加一个小小的脉冲动画。也给波纹添加第三个维度,变成球形动画。

private static float Parabola (Vector3 p, float t){
        p.x += p.x - 1f;
        p.z += p.z - 1f;
        return 1f - p.x * p.x - p.z * p.z + 0.5f * Mathf.Sin(t);
    }
  
    private static float Ripple (Vector3 p, float t){
        p.x -= 0.5f;
        p.y -= 0.5f;
        p.z -= 0.5f;
        float squareRadius = p.x * p.x + p.y * p.y + p.z * p.z;
        return Mathf.Sin(4f * Mathf.PI * squareRadius - 2f * t);
    }

抛物线和波纹

最后,更新正弦函数。把正弦的XYZ乘以平方,使其转变为8个斑点。我们只动画基于Z轴的正弦,在这里做一个区别, 

private static float Sine (Vector3 p, float t){
        float x = Mathf.Sin(2 * Mathf.PI * p.x);
        float y = Mathf.Sin(2 * Mathf.PI * p.y);
        float z = Mathf.Sin(2 * Mathf.PI * p.z + (p.y > 0.5f ? t : -t));
        return x * x * y * y * z * z;
    }

变形的正弦产生行进的斑点

图形变化的可圈可点之处是所有的体素都是可见的,或者是完全透明的。这将形成实心但是像素透明的物体。添加一个asbolute字段来切换这样的行为,同时有个阈值字段决定可见之前固化像素。每次更新检查asbolute是否开启,使用它来决定如何设置点的alpha。这是完整的脚本

using UnityEngine;
  
public class Grapher3 : MonoBehaviour {
  
    public enum FunctionOption {
        Linear,
        Exponential,
        Parabola,
        Sine,
        Ripple
    }
  
    private delegate float FunctionDelegate (Vector3 p, float t);
    private static FunctionDelegate[] functionDelegates = {
        Linear,
        Exponential,
        Parabola,
        Sine,
        Ripple
    };
  
    public FunctionOption function;
    public bool absolute;
    public float threshold = 0.5f;
      
    [Range(10, 30)]
    public int resolution = 10;
  
    private int currentResolution;
    private ParticleSystem.Particle[] points;
  
    private void CreatePoints () {
        currentResolution = resolution;
        points = new ParticleSystem.Particle[resolution * resolution * resolution];
        float increment = 1f / (resolution - 1);
        int i = 0;
        for (int x = 0; x < resolution; x++) {
            for (int z = 0; z < resolution; z++) {
                for (int y = 0; y < resolution; y++) {
                    Vector3 p = new Vector3(x, y, z) * increment;
                    points[i].position = p;
                    points[i].color = new Color(p.x, p.y, p.z);
                    points[i++].size = 0.1f;
                }
            }
        }
    }
  
    void Update () {
        if (currentResolution != resolution || points == null) {
            CreatePoints();
        }
        FunctionDelegate f = functionDelegates[(int)function];
        float t = Time.timeSinceLevelLoad;
        if (absolute) {
            for (int i = 0; i < points.Length; i++) {
                Color c = points[i].color;
                c.a = f(points[i].position, t) >= threshold ? 1f : 0f;
                points[i].color = c;
            }
        }
        else {
            for (int i = 0; i < points.Length; i++) {
                Color c = points[i].color;
                c.a = f(points[i].position, t);
                points[i].color = c;
            }
        }
        particleSystem.SetParticles(points, points.Length);
    }
      
    private static float Linear (Vector3 p, float t) {
        return 1f - p.x - p.y - p.z + 0.5f * Mathf.Sin(t);
    }
  
    private static float Exponential (Vector3 p, float t) {
        return 1f - p.x * p.x - p.y * p.y - p.z * p.z + 0.5f * Mathf.Sin(t);
    }
  
    private static float Parabola (Vector3 p, float t){
        p.x += p.x - 1f;
        p.z += p.z - 1f;
        return 1f - p.x * p.x - p.z * p.z + 0.5f * Mathf.Sin(t);
    }
  
    private static float Sine (Vector3 p, float t){
        float x = Mathf.Sin(2 * Mathf.PI * p.x);
        float y = Mathf.Sin(2 * Mathf.PI * p.y);
        float z = Mathf.Sin(2 * Mathf.PI * p.z + (p.y > 0.5f ? t : -t));
        return x * x * y * y * z * z;
    }
  
    private static float Ripple (Vector3 p, float t){
        p.x -= 0.5f;
        p.y -= 0.5f;
        p.z -= 0.5f;
        float squareRadius = p.x * p.x + p.y * p.y + p.z * p.z;
        return Mathf.Sin(4f * Mathf.PI * squareRadius - 2f * t);
    }
}


锋芒毕露的物体

现在我们能够用数据来制作三个维度的图形了!有可能制作非常错综复杂的立体图形,只要你有足够的想象力和数学知识。

Downloads:

graphs.unitypackage

 

来自:9Tech

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