【Godot4.3】点数据简易表示法和Point2D

概述

在构造多点路径时我们会用到PackedVector2Array，并使用Vector2()来构造点。在手动创建多点数据时，这种写法其实很难看，有大量重复的Vector2()，比如下面这样：

var points = [Vector2(100,100),Vector2(200,200),Vector2(300,300)]

如果有办法省去重复的Vector2()就好了。代码会显得简洁不少。

这也就是本篇文章探讨和实现的内容，用更简单的方式去表示点集（PackedVector2Array）。

点数据简易表示法

多点坐标字符串

我们可以用字符串形式，表示多个点的数据。比如：

var points = "100,100 200,200 300,300"

每对坐标用空格间隔。转化函数如下：

# 字符串形式的点数据转化为PackedVector2Array
func PotsStr2Vec2Arr(pots_str:String) -> PackedVector2Array:var arr:PackedVector2Arrayfor cord_str in pots_str.split(" "):var cord = cord_str.split(",")arr.append(Vector2(float(cord[0]),float(cord[1])))return arr

转化结果：

[(100, 100), (200, 200), (300, 300)]

坐标对顺序数组

也可以用坐标元素组成的数组表示多个点。

var points = [[100,100],[200,200],[300,300]]

转化函数：

# Array[Array]形式的点数据转化为PackedVector2Array
func PotsArr2Vec2Arr(pots:Array) -> PackedVector2Array:var arr:PackedVector2Arrayfor cord in pots:arr.append(Vector2(cord[0],cord[1]))return arr

坐标紧凑排列数组

更极端的表示方法是，将顺序的点坐标按顺序紧密的排列。

var points = [100,100,200,200,300,300]

转化函数：

# Array形式的点数据转化为PackedVector2Array
func Pots2Vec2Arr(pots:Array) -> PackedVector2Array:var arr:PackedVector2Array = []if pots.size() % 2 == 0:for i in range(pots.size()):if i % 2 == 0:arr.append(Vector2(pots[i],pots[i+1]))return arr

三合一解析

# 点数据转化为PackedVector2Array
func Vec2Arr(pots) -> PackedVector2Array:var arr:PackedVector2Array = []if pots is String: # 字符串形式for cord_str in pots.split(" "):var cord = cord_str.split(",")arr.append(Vector2(float(cord[0]),float(cord[1])))else: # 数组形式if pots[0] is Array:   # Array[Array] 形式for cord in pots:arr.append(Vector2(cord[0],cord[1]))else:if pots.size() % 2 == 0:for i in range(pots.size()):if i % 2 == 0:arr.append(Vector2(pots[i],pots[i+1]))return arr

则以下三种形式都可以被正确解析：

var points = Vec2Arr("100,100 200,200 300,300")
var points = Vec2Arr([[100,100],[200,200],[300,300]])
var points = Vec2Arr([100,100,200,200,300,300])

Points2D

紧缩二维向量数组PackedVector2Array，通常被用来表示2D折线或多边形的顺序点集，通常用于CanvasItem绘图等。

在求解复杂图形时，对于2D点集，通常我们会进行大量的变换、逆序等操作，而且会对其点、线进行遍历等操作。PackedVector2Array虽然也可以实现这些操作，但是每次都需要重新编写，二且作为数据类型，是无法拓展子类的。所以单独写一个类就很有必要了。

通过将PackedVector2Array封装为Point2D类型，便可以将变换和翻转操作直接写成方法，并直接返回操作后的顶点数据。
简易点数据转化函数可以写成该类的静态方法，既方便类实例使用，也方便其他地方使用。

在这里插入图片描述

class_name Points2Dvar points:PackedVector2Array# ==================== 实例化 ==================== 
func _init(pots) -> void:if pots is PackedVector2Array:self.points = potselse:self.points = Vec2Arr(pots)# ==================== 变换 ==================== 
# 水平翻转
func flip_x() -> PackedVector2Array:return Transform2D.FLIP_X * points
# 垂直翻转
func flip_y() -> PackedVector2Array:return Transform2D.FLIP_Y * points
# 旋转
func rotated(degree:float) -> PackedVector2Array:return Transform2D().rotated(deg_to_rad(degree)) * points
# 平移
func translated(offset:Vector2) -> PackedVector2Array:return Transform2D().translated(offset) * points# ==================== 逆序 ==================== 
func reverse() -> PackedVector2Array:var pots = points.duplicate()pots.reverse()return pots# ==================== 简易点数据转化函数 ==================== 
# 点简易数据转化为 PackedVector2Array
static func Vec2Arr(pots) -> PackedVector2Array:var arr:PackedVector2Array = []if pots is String: # 字符串形式for cord_str in pots.split(" "):var cord = cord_str.split(",")arr.append(Vector2(float(cord[0]),float(cord[1])))else: # 数组形式if pots[0] is Array:   # Array[Array] 形式for cord in pots:arr.append(Vector2(cord[0],cord[1]))else:if pots.size() % 2 == 0:for i in range(pots.size()):if i % 2 == 0:arr.append(Vector2(pots[i],pots[i+1]))return arr

使用测试

extends Node2Dvar points = Points2D.Vec2Arr("100,100 200,200 300,200")func _draw() -> void:draw_polyline(points,Color.AQUAMARINE,1)

可以看到：

通过将Vec2Arr作为Points2D的静态方法，我们可以很方便的使用简易点表示表示法。

extends Node2Dvar points = Points2D.new("100,100 200,200 300,200")func _draw() -> void:draw_polyline(points.points,Color.AQUAMARINE,1)

同样的，我们可在用new()实例化一个Points2D对象时，传入简易点数据表示形式。

使用镜像变换

extends Node2Dvar points = Points2D.new("100,100 200,200 300,200")func _draw() -> void:draw_polyline(points.points,Color.AQUAMARINE,1)draw_polyline(points.flip_x(),Color.ORANGE,1)draw_polyline(points.flip_y(),Color.YELLOW_GREEN,1)

使用旋转变换

extends Node2Dvar points = Points2D.new("100,100 200,200 300,200")func _draw() -> void:draw_polyline(points.points,Color.AQUAMARINE,1)for i in range(1,10):draw_polyline(points.rotated(15 * i),Color.ORANGE,1)

使用逆序+平移变换

extends Node2Dvar points = Points2D.new("100,100 200,200 300,200")func _ready() -> void:var ps2 = Points2D.new(points.reverse())  # 逆序点points.points.append_array(ps2.translated(Vector2(100,-100)))func _draw() -> void:draw_polyline(points.points,Color.AQUAMARINE,1)