Unity Image - 镜像

1、为什么要使用镜像

在游戏开发过程中，我们经常会为了节省 美术图片资源大小，美术会将两边相同的图片进行切一半来处理。如下所示一个按钮 需要 400 * 236，然而美术只需要切一张 74*236的大小就可以了。这样一来图集就可以容纳更多的图片。内存占用也更少。

2.实现方案

  1. 拷贝一张图片，然后把 scale改成-1，这种方法比较笨，需要多加一张图片，操作起来也很不方便。没啥好讲的。
  2. 拷贝原有的图片顶点，进行对称处理。如下图所示。

3.在哪里拿到mesh顶点？修改顶点？

BaseMeshEffect ：是用于实现网格效果的抽象类实现IMeshModifier接口，是Shadow、Outline等效果的基类。
从Unity uGUI原理解析-Graphic可以知道，Graphic 在执行 DoMeshGeneration 时会获取到当前GameObject上的所有实现 IMeshModifier 的组件。 并且会调用 ModifyMesh 方法来修改当前Graphic 的Mesh数据。BaseMeshEffect 的类结构图如下：

我们编写一个MirrorImage来继承BaseMeshEffect,拿到 VertexHelper，获取网格的顶点流数据，然后进行下面的镜像，映射操作：

using System.Collections.Generic;
using Sirenix.OdinInspector;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;public enum MirrorType
{Horizontal,Vertical,HorizontalAndVertical
}[RequireComponent(typeof(Image))]
public class MirrorImage : BaseMeshEffect
{public MirrorType mirrorType = MirrorType.Horizontal;public Dictionary<Image.Type, IMirror> MirrorDic = new Dictionary<Image.Type, IMirror>(){{Image.Type.Simple, new SimpleMirror()},{Image.Type.Sliced, new SlicedMirror()},{Image.Type.Tiled, new TiledMirror()},{Image.Type.Filled, new FilledMirror()},};public Image image => graphic as Image;public override void ModifyMesh(VertexHelper vh){if (!IsActive()) return;Image.Type imageType = (graphic as Image).type;List<UIVertex> vertices = new List<UIVertex>();vh.GetUIVertexStream(vertices);vh.Clear();MirrorDic[imageType].Draw(image, vertices, mirrorType);vh.AddUIVertexTriangleStream(vertices);}[Button("Set Native Size")]public void SetNativeSize(){if (image.sprite != null){float w = image.sprite.rect.width / image.pixelsPerUnit;float h = image.sprite.rect.height / image.pixelsPerUnit;image.rectTransform.anchorMax = image.rectTransform.anchorMin;float x = mirrorType == MirrorType.Horizontal || mirrorType == MirrorType.HorizontalAndVertical ? 2 : 1;float y = mirrorType == MirrorType.Vertical || mirrorType == MirrorType.HorizontalAndVertical ? 2 : 1;image.rectTransform.sizeDelta = new Vector2(w * x, h * y);image.SetAllDirty();}}
}

当然除了继承BaseMeshEffect，当然还可以直接继承Image，重写OnPopulateMesh。

4.如何实现顶点的镜像？

很简单 假设中心的是 center( 0，0），需要水平镜像的点 A(-1,0) 镜像后的点就是 B（-1,0）需要满足   A 到Center的距离 == B到center的距离：

所以我们先求出镜像的中心点 center的位置 ，因为矩形有自己的中心点位置，我们需要求出镜像的中心点位置在改矩形下的坐标，这么说可能有点绕看下图：

矩形的宽w:100,h:100,矩形自身的中心点（蓝色的圈） 这边为称为O点，在Unity中是以  Rect中的 x,y代表的是坐下角的点 既 (-75,-50),

对于Rect(x,y) 不理解的话可以看下GPT的回答，可能比我讲的清楚：

那么镜像真正的中心点坐标

  • center.x = rect.x + rect.width;
  • center.y = rect.y + rect.height;

那么要镜像的点 A 镜像后为B   ,需要求出A到center的长度大小然后取反 + 矩形中心点与镜像中心点的偏移

B.x = -(A.x - center.x) + (rect.x+rect.width/2)

B.y = -(A.y - center.y) + (rect.x+rect.width/2)

逻辑分析完了，直接看代码吧：


using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public static class MirrorUtlis
{public static void Mirror(Rect rect,List<UIVertex> uiVertices,MirrorType type){int count = uiVertices.Count;switch (type){case MirrorType.Horizontal:Mirror(rect, uiVertices, type, count);break;case MirrorType.Vertical:Mirror(rect, uiVertices, type, count);break;case MirrorType.HorizontalAndVertical:Mirror(rect, uiVertices, MirrorType.Horizontal, count);Mirror(rect, uiVertices, MirrorType.Vertical, 2 * count);break;}RemoveVertices(uiVertices);}private static void Mirror(Rect rect, List<UIVertex> uiVertices, MirrorType type, int count){for (int i = 0; i < count; i++){UIVertex vertex = uiVertices[i];switch (type){case MirrorType.Horizontal:vertex = HorizontalMirror(rect, vertex);break;case MirrorType.Vertical:vertex = VerticalMirror(rect, vertex);break;case MirrorType.HorizontalAndVertical:vertex = HorizontalMirror(rect, vertex);vertex = VerticalMirror(rect, vertex);break;}uiVertices.Add(vertex);}}private static UIVertex HorizontalMirror(Rect rect, UIVertex vertex){float center = rect.width / 2 + rect.x;vertex.position.x = -(vertex.position.x - center) + rect.x + rect.width/2;return vertex;}private static UIVertex VerticalMirror(Rect rect, UIVertex vertex){float center = rect.height / 2 + rect.y;vertex.position.y = -(vertex.position.y - center) + rect.y + rect.height/2;return vertex;}// 移除构不成三角形的顶点private static void RemoveVertices(List<UIVertex> uiVertices){int end = uiVertices.Count;for (int i = 2; i < end; i += 3){UIVertex v1 = uiVertices[i];UIVertex v2 = uiVertices[i - 1];UIVertex v3 = uiVertices[i - 2];if (v1.position == v2.position ||v1.position == v3.position ||v2.position == v3.position){// 移动到尾部ChaneVertices(uiVertices, i - 1, end - 3);ChaneVertices(uiVertices, i - 2, end - 2);ChaneVertices(uiVertices, i, end - 1);end -= 3;}}if(end < uiVertices.Count)uiVertices.RemoveRange(end,uiVertices.Count - end);}private static void ChaneVertices(List<UIVertex> uiVertices,int a,int b){(uiVertices[a], uiVertices[b]) = (uiVertices[b], uiVertices[a]);}
}

在顶点镜像前我们需要对顶点进行顶点映射，什么时时映射？

如上图所示，原来图片是白色区域大小，顶点为白色图片的四个顶点，因为要做对称，所以需要留出一半的位置来增加映射后的顶点。

在不同模式下的顶点映射需要做不同处理，在Unity中有一下几种模式：

  • Simple: 如上面的图所示，对顶点的位置 除以 2 即可比较简单
  • Sliced:九宫格模式下因为要保留九宫格的顶点位置，不能让九宫格保留的位置发生形变，就不能直接除以2来处理，需要做平移处理。具体实现下面在讲
  • Filed:平铺模式下是不需要在镜像网格顶点的，因为平铺下的图片顶点是已经增加好的了，我们只需要对UV做镜像就可以了
  • Filled:暂时未实现该模式下的，以后有时间在研究。

由于有多种模式的处理我们将实现接口化，方便我们的管理：定义一个IMirror接口:

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;public interface IMirror
{void Draw(Image image,List<UIVertex> uiVertices,MirrorType type);
}

Simpe下的顶点映射：

public class SimpleMirror : IMirror
{public void Draw(Image image,List<UIVertex> uiVertices,MirrorType type){ChangeVertices(image.rectTransform.rect,uiVertices,type);MirrorUtlis.Mirror(image.rectTransform.rect,uiVertices,type);}// 改变原有的顶点位置 （做一半映射） 如果是 Horizontal:左半部分 Vertical:上半部分 HorizontalAndVertical:左上四分之一private void ChangeVertices(Rect rect,List<UIVertex> uiVertices,MirrorType type){for (int i = 0; i < uiVertices.Count; i++){UIVertex vertex = uiVertices[i];switch (type){case MirrorType.Horizontal:vertex = HorizontalVertex(rect, vertex);break;case MirrorType.Vertical:vertex = VerticalVertex(rect, vertex);break;case MirrorType.HorizontalAndVertical:vertex = HorizontalVertex(rect, vertex);vertex = VerticalVertex(rect, vertex);break;}uiVertices[i] = vertex;}}// 水平映射private UIVertex HorizontalVertex(Rect rect,UIVertex vertex){vertex.position.x = (vertex.position.x + rect.x) / 2;// - rect.width / 2;return vertex;}// 垂直映射private UIVertex VerticalVertex(Rect rect,UIVertex vertex){vertex.position.y = (rect.y + vertex.position.y) / 2 + rect.height / 2;return vertex;}
}

Sliced下的顶点映射：

我们可以看到如下映射的主要方法：

// 水平映射
private UIVertex HorizontalVertex(Rect rect,UIVertex vertex)
{if (vertex.position.x == s_VertScratch[0].x || vertex.position.x == s_VertScratch[1].x) return vertex;vertex.position.x -= rect.width / 2;return vertex;
}

 时机上非常简单，就是直接对 x 做矩形宽度/2 的平移，比较难的是我们需要知道什么顶点需要做平移？

这个需要看一下Image的源码是如何实现顶点的处理：

        /// <summary>/// Generate vertices for a 9-sliced Image./// </summary>private void GenerateSlicedSprite(VertexHelper toFill){if (!hasBorder){GenerateSimpleSprite(toFill, false);return;}Vector4 outer, inner, padding, border;if (activeSprite != null){outer = Sprites.DataUtility.GetOuterUV(activeSprite);inner = Sprites.DataUtility.GetInnerUV(activeSprite);padding = Sprites.DataUtility.GetPadding(activeSprite);border = activeSprite.border;}else{outer = Vector4.zero;inner = Vector4.zero;padding = Vector4.zero;border = Vector4.zero;}Rect rect = GetPixelAdjustedRect();Vector4 adjustedBorders = GetAdjustedBorders(border / multipliedPixelsPerUnit, rect);padding = padding / multipliedPixelsPerUnit;s_VertScratch[0] = new Vector2(padding.x, padding.y);s_VertScratch[3] = new Vector2(rect.width - padding.z, rect.height - padding.w);s_VertScratch[1].x = adjustedBorders.x;s_VertScratch[1].y = adjustedBorders.y;s_VertScratch[2].x = rect.width - adjustedBorders.z;s_VertScratch[2].y = rect.height - adjustedBorders.w;for (int i = 0; i < 4; ++i){s_VertScratch[i].x += rect.x;s_VertScratch[i].y += rect.y;}............}

这段源码不全我截取了，计算图片的位置信息，然后把4个顶点位置信息按顺序写进s_VertScratch数组中。这四个位置分别对应一下位置：

即九宫格裁剪后映射到Image顶点上的四个位置，所以当我们向做水平映射的时候只需要平移和 3和4 x轴相等的顶点,与1和2 x轴相等的顶点保留原来的位置。如下图可以很直观的看出来

至于怎么算出这四个九宫格映射的顶点就直接拷贝Image源码的实现就好了。

贴一下完整代码：

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;public class SlicedMirror : IMirror
{private Image image;// 九宫格的四个分界点private Vector2[] s_VertScratch = new Vector2[4];public void Draw(Image image,List<UIVertex> uiVertices,MirrorType type){this.image = image;SetVertScratch();ChangeVertices(image.rectTransform.rect,uiVertices,type);MirrorUtlis.Mirror(image.rectTransform.rect,uiVertices,type);}private void ChangeVertices(Rect rect,List<UIVertex> uiVertices,MirrorType type){for (int i = 0; i < uiVertices.Count; i++){UIVertex vertex = uiVertices[i];switch (type){case MirrorType.Horizontal:vertex = HorizontalVertex(rect, vertex);break;case MirrorType.Vertical:vertex = VerticalVertex(rect, vertex);break;case MirrorType.HorizontalAndVertical:vertex = HorizontalVertex(rect, vertex);vertex = VerticalVertex(rect, vertex);break;}uiVertices[i] = vertex;}}// 水平映射private UIVertex HorizontalVertex(Rect rect,UIVertex vertex){if (vertex.position.x == s_VertScratch[0].x || vertex.position.x == s_VertScratch[1].x) return vertex;vertex.position.x -= rect.width / 2;return vertex;}// 垂直映射private UIVertex VerticalVertex(Rect rect,UIVertex vertex){if (vertex.position.y == s_VertScratch[2].y || vertex.position.y == s_VertScratch[3].y) return vertex;vertex.position.y += rect.height / 2;return vertex;}private void SetVertScratch(){Sprite activeSprite = image.sprite;Vector4 padding, border;if (activeSprite != null){padding = UnityEngine.Sprites.DataUtility.GetPadding(activeSprite);border = activeSprite.border;}else{padding = Vector4.zero;border = Vector4.zero;}Rect rect = image.GetPixelAdjustedRect();var multipliedPixelsPerUnit = image.pixelsPerUnit * image.pixelsPerUnitMultiplier;Vector4 adjustedBorders = GetAdjustedBorders(border / multipliedPixelsPerUnit, rect);padding /= multipliedPixelsPerUnit;s_VertScratch[0] = new Vector2(padding.x, padding.y);s_VertScratch[3] = new Vector2(rect.width - padding.z, rect.height - padding.w);s_VertScratch[1].x = adjustedBorders.x;s_VertScratch[1].y = adjustedBorders.y;s_VertScratch[2].x = rect.width - adjustedBorders.z;s_VertScratch[2].y = rect.height - adjustedBorders.w;for (int i = 0; i < 4; ++i){s_VertScratch[i].x += rect.x;s_VertScratch[i].y += rect.y;}}private Vector4 GetAdjustedBorders(Vector4 border, Rect adjustedRect){Rect originalRect = image.rectTransform.rect;for (int axis = 0; axis <= 1; axis++){float borderScaleRatio;if (originalRect.size[axis] != 0){borderScaleRatio = adjustedRect.size[axis] / originalRect.size[axis];border[axis] *= borderScaleRatio;border[axis + 2] *= borderScaleRatio;}float combinedBorders = border[axis] + border[axis + 2];if (adjustedRect.size[axis] < combinedBorders && combinedBorders != 0){borderScaleRatio = adjustedRect.size[axis] / combinedBorders;border[axis] *= borderScaleRatio;border[axis + 2] *= borderScaleRatio;}}return border;}
}

Tiled:模式下的映射

在平铺模式下顶点都是完整的，不需要做镜像处理，只需要修改没一块对应的UV对称即可，我们固定开始位置为1,不做翻转，那么

2位置所构成的顶点UV.y:就需要做对称处理

4位置所构成的顶点UV.x:就需要做对称处理

3位置所构成的顶点UV.x和y :都需要做对称处理

如何判断某几个顶点的UV需要做对称？
我们知道一个三角面由三个顶点构成，那么我么只需要找出三个顶点的中心位置，假设sprite的宽高都为w = 100,h = 100，构成的三角形区域的中心点分别为

1位置 =>（50，50），

2位置 => (50,150)，

3位置 => (150,150)，

4位置 => (150,50)，

我们对中心的的

1 => x / W = 0.5

2 => x / W = 1.5

。。

我们对结果 %2 那么 结果为 1 的就需要翻转了；

uv怎么翻转
outerUv = UnityEngine.Sprites.DataUtility.GetOuterUV(image.sprite);

outerUV中的  x,y就代表右下角的点，z就代表宽，w:代表高，假设A镜像UV后的点为B，那么就满足：

A 到 （0，0）的距离  == B到（0+z）的距离，所以

镜像后的 A.x = outer.z -( A.x - outerUv.x )

贴一下完整代码

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;public class TiledMirror : IMirror
{private Vector4 outerUv;public void Draw(Image image,List<UIVertex> uiVertices,MirrorType type){outerUv = UnityEngine.Sprites.DataUtility.GetOuterUV(image.sprite);ChangeUv(uiVertices,type);}// uv翻转private void ChangeUv(List<UIVertex> uiVertices,MirrorType type){Vector3 cellMinP = uiVertices[0].position;Vector3 cellMaxP = uiVertices[2].position;float w = cellMaxP.x - cellMinP.x;float h = cellMaxP.y - cellMinP.y;for (int i = 0; i < uiVertices.Count; i+= 3){UIVertex v1 = uiVertices[i];UIVertex v2 = uiVertices[i+1];UIVertex v3 = uiVertices[i+2];float centerX = GetCenter(v1, v2, v3, true) - cellMaxP.x;float centerY = GetCenter(v1, v2, v3, false) - cellMaxP.y;bool changeX = Mathf.Ceil(centerX / w) % 2 != 0;bool changeY = Mathf.Ceil(centerY / h) % 2 != 0;if (changeX && (type == MirrorType.Horizontal || type == MirrorType.HorizontalAndVertical)){v1 = HorizontalUv(v1);v2 = HorizontalUv(v2);v3 = HorizontalUv(v3);}if (changeY && (type == MirrorType.Vertical || type == MirrorType.HorizontalAndVertical)){v1 = VerticalUv(v1);v2 = VerticalUv(v2);v3 = VerticalUv(v3);}uiVertices[i] = v1;uiVertices[i + 1] = v2;uiVertices[i + 2] = v3;}}// 获取三个顶点的中心位置private float GetCenter(UIVertex v1,UIVertex v2,UIVertex v3,bool isX){float min = Mathf.Min(Mathf.Min(isX ? v1.position.x : v1.position.y,isX ? v2.position.x : v2.position.y),Mathf.Min(isX ? v1.position.x : v1.position.y,isX ? v3.position.x : v3.position.y));float max = Mathf.Max(Mathf.Max(isX ? v1.position.x : v1.position.y,isX ? v2.position.x : v2.position.y),Mathf.Max(isX ? v1.position.x : v1.position.y,isX ? v3.position.x : v3.position.y));return (min + max) / 2;}private UIVertex HorizontalUv(UIVertex vertex){vertex.uv0.x = outerUv.x + outerUv.z - vertex.uv0.x;return vertex;}private UIVertex VerticalUv(UIVertex vertex){vertex.uv0.y = outerUv.y + outerUv.w - vertex.uv0.y;return vertex;}}

总结：

实现过程中，思路理清之后实现基本上是不难，但是需要去理解Unity Image的实现，针对绘制不同模式的生成网格顶点的实现，知道图篇是怎么绘制上去的，三个顶点构成一个面，Rect中的（x,y,z,w）分别代表什么。然后就是计算计算。

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