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【Unity C#编程】图表 可视化数据：3D展示
51自学网 2014-05-24 http://www.51zixue.net

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。


 

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 3和Grapher3， 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

给 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。

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[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和 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X和Z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。

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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10和30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！

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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。

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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X、Y、Z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，
 

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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。

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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

Graphs, visualizing data

这是《图表 可视化数据》的英文原文链接，感兴趣的同学们可以看一看。


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