Unity新手必学：涂色问题攻略

Unity新手必学：涂色问题攻略

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来源

1.

https://blog.csdn.net/xiao_dong_0613/article/details/52872726

2.

https://blog.csdn.net/Blue_carrot_/article/details/131245149

3.

https://blog.csdn.net/ToryYang/article/details/108897500

4.

https://zhuanlan.zhihu.com/p/635360067

5.

https://blog.csdn.net/JJJJJJJJJerry/article/details/88704385

6.

https://www.zhihu.com/question/36484667

7.

https://blog.csdn.net/q764424567/article/details/109668971

8.

https://blog.csdn.net/qq_45601688/article/details/106788757

9.

https://www.bilibili.com/video/BV1JF411d733/

10.

https://www.cnblogs.com/czaoth/p/5530466.html

11.

https://unity.com/cn/how-to/create-art-and-gameplay-2d-tilemaps-unity

在游戏开发中，涂色问题是一个既有趣又富有挑战性的课题。它不仅涉及到数学中的图论和组合优化，还需要开发者具备一定的编程技巧和算法设计能力。本文将从技术实现和算法设计两个维度，为你详细介绍如何在Unity中解决涂色问题。

技术实现：Unity中的基本涂色功能

首先，让我们从最基础的涂色功能开始。在Unity中实现涂色功能，通常需要使用Raycast进行碰撞检测，并通过修改Texture2D的像素颜色来实现上色效果。

Raycast检测

Raycast是Unity中常用的检测手段，可以用来判断鼠标点击的位置是否命中了某个游戏对象。以下是一个基本的Raycast检测代码示例：

void Update () {
    if (Input.GetMouseButton (0)) {
        Ray lRay = Camera.main.ScreenPointToRay (Input.mousePosition);
        RaycastHit lHit;
        if (Physics.Raycast (lRay, out lHit, 100f, 1 << LayerMask.NameToLayer("Game"))) {
            // 获取碰撞到的MeshCollider和MeshRenderer组件
            MeshCollider meshCollider = lHit.transform.GetComponent<MeshCollider> ();
            MeshRenderer lRender = lHit.transform.GetComponent<MeshRenderer> ();
            if (lRender) {
                // 获取材质的纹理
                Texture2D lTexture = lRender.sharedMaterial.mainTexture as Texture2D;
                Vector2 pixelUV = lHit.textureCoord;
                pixelUV.x *= lTexture.width;
                pixelUV.y *= lTexture.height;
                Draw (pixelUV, lTexture);
            } else {
                SkinnedMeshRenderer render = lHit.transform.GetComponent<SkinnedMeshRenderer> ();
                Texture2D lTexture = render.sharedMaterial.mainTexture as Texture2D;
                Vector2 pixelUV = lHit.textureCoord;
                pixelUV.x *= lTexture.width;
                pixelUV.y *= lTexture.height;
                Draw (pixelUV, lTexture);
            }
        }
    }
}

修改纹理颜色

当检测到鼠标点击时，我们需要修改纹理上对应点的颜色。这可以通过以下代码实现：

public void Draw(Vector2 pPoint, Texture2D pTexture) {
    Rect lRect = new Rect (0, 0, pTexture.width, pTexture.height);
    pPoint -= new Vector2 (brush.width / 2, brush.height / 2);
    int lX = Mathf.FloorToInt (pPoint.x);
    int lY = Mathf.FloorToInt (pPoint.y);
    for (int i = 0; i < brush.width; i++) {
        for (int j = 0; j < brush.height; j++) {
            Vector2 lPosition = new Vector2 (lX + i, lY + j);
            if (lRect.Contains (lPosition) && brush.GetPixel (i, j).a > 0.8f) {
                pTexture.SetPixel(lX + i, lY + j, Color.red);
            }
        }
    }
    pTexture.Apply();
}

这段代码中，brush是一个Texture2D类型的画笔纹理，用于控制涂色的范围和形状。通过遍历画笔纹理的像素，我们可以实现不同大小和形状的涂色效果。

算法设计：策略游戏中的地图着色

在策略游戏中，地图着色是一个常见的需求。我们需要确保相邻的国家或地区使用不同的颜色，以便玩家能够清晰地区分各个区域。这个问题可以通过图论中的贪心着色算法来解决。

无向图表示邻接关系

首先，我们需要将游戏地图抽象成一个无向图，其中每个节点代表一个国家，边表示两个国家相邻。例如，假设我们有以下11个国家：燕、晋、秦、周、郑、楚、吴、越、宋、鲁、齐。它们的邻接关系可以表示为：

public class StateGraph {
    public int[][] Graph;
    private int stateCount;

    public StateGraph(int count) {
        stateCount = count;
        Graph = new int[count][];
        for (int i = 0; i < count; i++) Graph[i] = new int[count];
    }

    public bool SetNeighbour(int n1, int n2) {
        if (n1 >= stateCount || n2 >= stateCount) return false;
        Graph[n1][n2] = 1;
        Graph[n2][n1] = 1;
        return true;
    }
}

贪心算法实现颜色分配

接下来，我们使用贪心算法为每个国家分配颜色。贪心算法的基本思想是每次为一个国家选择一个与其相邻国家不同的颜色。由于游戏中的国家数量不会特别多，这种算法的时间复杂度为O(n^2)，是可以接受的。

public class State {
    public string name;
    public string[] regions;
    public int regionNum;
}

public void GenerateColor() {
    // 将每个诸侯国对应的颜色存储到stateColors数组中，ColorSeq返回对应的颜色序号
    for (int i = 0; i < StatesNum; i++) {
        stateColors[i] = ColorSeq(i);
    }
    // 依据statesColors里面的值进行上色
    int state_seq = 0;
    foreach (State s in states) {
        for (int j = 0; j < s.regionNum; j++) {
            GameObject.Find(s.regions[j]).GetComponent<Image>().color = new Color(colors[stateColors[state_seq]][0], colors[stateColors[state_seq]][1], colors[stateColors[state_seq]][2]);
        }
        state_seq++;
    }
}

int ColorSeq(int i) {
    int neighbourNum = 0;
    int[] neighbourSeq = new int[10];
    // 返回与邻近国家不同的颜色序号
    int randseq = Random.Range(0, 9);
    // 如果没有邻近国家，直接返回randSeq
    for (int n = 0; n < StatesNum; n++)
        if (stategraph.Graph[i][n] != 0) { neighbourSeq[neighbourNum++] = n; }

    if (neighbourNum == 0) return randseq;
    // 检查randSeq是否与邻近国家的颜色冲突
    for (int k = 0; k < neighbourNum; k++) {
        if (stateColors[neighbourSeq[k]] == randseq) {
            // 如果冲突，则重新生成一个随机数
            randseq = Random.Range(0, 9);
            k = -1; // 重新检查所有邻近国家
        }
    }
    return randseq;
}

实战案例：九国地图着色

为了更好地理解上述算法，我们以一个具体的案例来说明。假设我们有以下9种颜色可供选择：

colors[0] = new float[3] { 0.78f, 0.68f, 0.58f };
colors[1] = new float[3] { 0.50f, 0.68f, 0.76f };
colors[2] = new float[3] { 0.42f, 0.49f, 0.44f };
colors[3] = new float[3] { 0.45f, 0.66f, 0.61f };
colors[4] = new float[3] { 0.56f, 0.68f, 0.61f };
colors[5] = new float[3] { 0.50f, 0.59f, 0.70f };
colors[6] = new float[3] { 0.48f, 0.31f, 0.42f };
colors[7] = new float[3] { 0.48f, 0.46f, 0.42f };
colors[8] = new float[3] { 0.67f, 0.58f, 0.66f };

以齐国为例，假设齐国下辖五个地区：临淄、高唐、平陆、莒、即墨。我们需要为这些地区分配相同颜色。通过调用GenerateColor()函数，我们可以为所有国家和地区分配合适的颜色。

总结

涂色问题不仅是数学中的经典问题，也是游戏开发中常见的需求。通过结合数学理论和编程实践，我们可以实现各种有趣的涂色功能。无论是简单的图案上色，还是复杂的策略游戏地图着色，都可以通过上述方法来实现。希望本文能帮助你掌握Unity中涂色问题的解决之道，让你的游戏开发之旅更加顺利！