新增visiblityComputer 表示从给定的一组遮挡物的原点可以看到哪些区域

source/src/Math/MathHelper.ts

@@ -88,6 +88,10 @@ module es {
             return Math.atan2(to.y - from.y, to.x - from.x);
         }
 
+        public static angleToVector(angleRadians: number, length: number){
+            return new Vector2(Math.cos(angleRadians) * length, Math.sin(angleRadians) * length);
+        }
+
         /**
          * 增加t并确保它总是大于或等于0并且小于长度
          * @param t

source/src/Utils/LinkList.ts

@@ -0,0 +1,200 @@
+module es {
+    export class Node<T>{
+        element: T;
+        next: Node<T>;
+        // next为可选参数，如果不传则为undefined
+        constructor(element: T, next?: Node<T>) {
+            this.element = element;
+            this.next = next;
+        }
+    }
+
+    // 定义验证函数要传的参数和返回结果
+    interface equalsFnType<T> {
+        (a: T, b: T): boolean;
+    }
+
+    export function defaultEquals<T>(a: T, b: T): boolean {
+        return a === b;
+    }
+
+    export class LinkedList<T> {
+        // 声明链表内需要的变量并定义其类型
+        protected count: number;
+        protected next: any;
+        protected equalsFn: equalsFnType<T>;
+        protected head: Node<T>;
+
+        constructor(equalsFn = defaultEquals) {
+            // 初始化链表内部变量
+            this.count = 0;
+            this.next = undefined;
+            this.equalsFn = equalsFn;
+            this.head = null;
+        }
+
+        // 链表尾部添加元素
+        push(element: T) {
+            // 声明结点变量，将元素当作参数传入生成结点
+            const node = new Node(element);
+            // 存储遍历到的链表元素
+            let current;
+            if (this.head == null) {
+                // 链表为空，直接将链表头部赋值为结点变量
+                this.head = node;
+            } else {
+                // 链表不为空，我们只能拿到链表中第一个元素的引用
+                current = this.head;
+                // 循环访问链表
+                while (current.next != null) {
+                    // 赋值遍历到的元素
+                    current = current.next;
+                }
+                // 此时已经得到了链表的最后一个元素(null)，将链表的下一个元素赋值为结点变量。
+                current.next = node;
+            }
+            // 链表长度自增
+            this.count++;
+        }
+
+        // 移除链表指定位置的元素
+        removeAt(index: number) {
+            // 边界判断: 参数是否有效
+            if (index >= 0 && index < this.count) {
+                // 获取当前链表头部元素
+                let current = this.head;
+                // 移除第一项
+                if (index === 0) {
+                    this.head = current.next;
+                } else {
+                    // 获取目标参数上一个结点
+                    const previous = this.getElementAt(index - 1);
+                    // 当前结点指向目标结点
+                    current = previous.next;
+                    /**
+                     * 目标结点元素已找到
+                     * previous.next指向目标结点
+                     * current.next指向undefined
+                     * previous.next指向current.next即删除目标结点的元素
+                     */
+                    previous.next = current.next;
+                }
+                // 链表长度自减
+                this.count--;
+                // 返回当前删除的目标结点
+                return current.element;
+            }
+            return undefined;
+        }
+
+        // 获取链表指定位置的结点
+        getElementAt(index: number) {
+            // 参数校验
+            if (index >= 0 && index <= this.count) {
+                // 获取链表头部元素
+                let current = this.head;
+                // 从链表头部遍历至目标结点位置
+                for (let i = 0; i < index && current != null; i++) {
+                    // 当前结点指向下一个目标结点
+                    current = current.next;
+                }
+                // 返回目标结点数据
+                return current;
+            }
+            return undefined;
+        }
+
+        // 向链表中插入元素
+        insert(element: T, index: number) {
+            // 参数有效性判断
+            if (index >= 0 && index <= this.count) {
+                // 声明节点变量，将当前要插入的元素作为参数生成结点
+                const node = new Node(element);
+                // 第一个位置添加元素
+                if (index === 0) {
+                    // 将节点变量(node)的下一个元素指向链表的头部元素
+                    node.next = this.head;
+                    // 链表头部元素赋值为节点变量
+                    this.head = node;
+                } else {
+                    // 获取目标结点的上一个结点
+                    const previous = this.getElementAt(index - 1);
+                    // 将节点变量的下一个元素指向目标节点
+                    node.next = previous.next;
+                    /**
+                     * 此时node中当前结点为要插入的值
+                     * next为原位置处的结点
+                     * 因此将当前结点赋值为node，就完成了结点插入操作
+                     */
+                    previous.next = node;
+                }
+                // 链表长度自增
+                this.count++;
+                return true;
+            }
+            return false;
+        }
+
+        // 根据元素获取其在链表中的索引
+        indexOf(element: T) {
+            // 获取链表顶部元素
+            let current = this.head;
+            // 遍历链表内的元素
+            for (let i = 0; i < this.count && current != null; i++) {
+                // 判断当前链表中的结点与目标结点是否相等
+                if (this.equalsFn(element, current.element)) {
+                    // 返回索引
+                    return i;
+                }
+                // 当前结点指向下一个结点
+                current = current.next;
+            }
+            // 目标元素不存在
+            return -1;
+        }
+
+        // 移除链表中的指定元素
+        remove(element: T) {
+            // 获取element的索引,移除索引位置的元素
+            this.removeAt(this.indexOf(element));
+        }
+
+        clear() {
+            this.head = undefined;
+            this.count = 0;
+        }
+
+        // 获取链表长度
+        size() {
+            return this.count;
+        }
+
+        // 判断链表是否为空
+        isEmpty() {
+            return this.size() === 0;
+        }
+
+        // 获取链表头部元素
+        getHead() {
+            return this.head;
+        }
+
+        // 获取链表中的所有元素
+        toString() {
+            if (this.head == null) {
+                return "";
+            }
+            let objString = `${this.head.element}`;
+            // 获取链表顶点的下一个结点
+            let current = this.head.next;
+            // 遍历链表中的所有结点
+            for (let i = 1; i < this.size() && current != null; i++) {
+                // 将当前结点的元素拼接到最终要生成的字符串对象中
+                objString = `${objString}, ${current.element}`;
+                // 当前结点指向链表的下一个元素
+                current = current.next;
+            }
+            return objString;
+        }
+    }
+}

source/src/Utils/PolygonLight/EndPoint.ts

@@ -0,0 +1,47 @@
+module es {
+    /**
+     * 一段的终点
+     */
+    export class EndPoint {
+        /** 该部分的位置 */
+        public position: Vector2;
+        /** 如果这个端点是一个段的起始点或终点（每个段只有一个起始点和一个终点） */
+        public begin: boolean;
+        /** 该端点所属的段 */
+        public segment: Segment;
+        /** 端点相对于能见度测试位置的角度 */
+        public angle: number;
+
+        constructor() {
+            this.position = Vector2.zero;
+            this.begin = false;
+            this.segment = null;
+            this.angle = 0;
+        }
+    }
+
+    export class EndPointComparer implements IComparer<EndPoint> {
+        /**
+         * 按角度对点进行排序的比较功能
+         * @param a 
+         * @param b 
+         */
+        public compare(a: EndPoint, b: EndPoint) {
+            // 按角度顺序移动
+            if (a.angle > b.angle)
+                return 1;
+
+            if (a.angle < b.angle)
+                return -1;
+
+            // 但对于纽带，我们希望Begin节点在End节点之前
+            if (!a.begin && b.begin)
+                return 1;
+            
+            if (a.begin && !b.begin)
+                return -1;
+
+            return 0;
+        }
+    }
+}

source/src/Utils/PolygonLight/Segment.ts

@@ -0,0 +1,20 @@
+module es {
+    /**
+     * 表示可见性网格中的遮挡线段
+     */
+    export class Segment {
+        /**
+         * 该部分的第一个终点
+         */
+        public p1: EndPoint;
+        /**
+         * 该部分的第二个终点
+         */
+        public p2: EndPoint;
+
+        constructor(){
+            this.p1 = null;
+            this.p2 = null;
+        }
+    }
+}

source/src/Utils/PolygonLight/VisibilityComputer.ts

@@ -0,0 +1,357 @@
+///<reference path="../LinkList.ts" />
+module es {
+    /**
+     * 类，它可以计算出一个网格，表示从给定的一组遮挡物的原点可以看到哪些区域。使用方法如下。
+	 *
+	 * - 调用 begin
+	 * - 添加任何遮挡物
+	 * - 调用end来获取可见度多边形。当调用end时，所有的内部存储都会被清空。
+     */
+    export class VisibilityComputer {
+        /** 
+         *  在近似圆的时候要用到的线的总数。只需要一个180度的半球，所以这将是近似该半球的线段数
+         */
+        public lineCountForCircleApproximation: number = 10;
+
+        public _radius: number = 0;
+        public _origin: Vector2 = Vector2.zero;
+        public _isSpotLight: boolean = false;
+        public _spotStartAngle: number = 0;
+        public _spotEndAngle: number = 0;
+
+        public _endPoints: EndPoint[] = [];
+        public _segments: Segment[] = [];
+        public _radialComparer: EndPointComparer;
+
+        public static _cornerCache: Vector2[] = [];
+        public static _openSegments: LinkedList<Segment> = new LinkedList<Segment>();
+
+        constructor(origin?: Vector2, radius?: number){
+            this._origin = origin;
+            this._radius = radius;
+            this._radialComparer = new EndPointComparer();
+        }
+
+        /**
+         * 增加了一个对撞机作为PolyLight的遮蔽器
+         * @param collider 
+         */
+        public addColliderOccluder(collider: Collider) {
+            // 特殊情况下，BoxColliders没有旋转
+            if (collider instanceof BoxCollider && collider.rotation == 0) {
+                this.addSquareOccluder(collider.bounds);
+                return;
+            }
+
+            if (collider instanceof PolygonCollider) {
+                let poly = collider.shape as Polygon;
+                for (let i = 0; i < poly.points.length; i ++) {
+                    let firstIndex = i - 1;
+                    if (i == 0)
+                        firstIndex += poly.points.length;
+                    this.addLineOccluder(Vector2.add(poly.points[firstIndex], poly.position), 
+                        Vector2.add(poly.points[i], poly.position));
+                }
+            } else if(collider instanceof CircleCollider) {
+                this.addCircleOccluder(collider.absolutePosition, collider.radius);
+            }
+        }
+
+        /**
+         * 增加了一个圆形的遮挡器
+         * @param position 
+         * @param radius 
+         */
+        public addCircleOccluder(position: Vector2, radius: number){
+            let dirToCircle = Vector2.subtract(position, this._origin);
+            let angle = Math.atan2(dirToCircle.y, dirToCircle.x);
+
+            let stepSize = Math.PI / this.lineCountForCircleApproximation;
+            let startAngle = angle + MathHelper.PiOver2;
+            let lastPt = MathHelper.angleToVector(startAngle, radius).add(position);
+            for (let i = 1; i < this.lineCountForCircleApproximation; i ++) {
+                let nextPt = MathHelper.angleToVector(startAngle + i * stepSize, radius).add(position);
+                this.addLineOccluder(lastPt, nextPt);
+                lastPt = nextPt;
+            }
+        }
+
+        /**
+         * 增加一个线型遮挡器
+         * @param p1 
+         * @param p2 
+         */
+        public addLineOccluder(p1: Vector2, p2: Vector2) {
+            this.addSegment(p1, p2);
+        }
+
+        /**
+         * 增加一个方形的遮挡器
+         * @param bounds 
+         */
+        public addSquareOccluder(bounds: Rectangle) {
+            let tr = new Vector2(bounds.right, bounds.top);
+            let bl = new Vector2(bounds.left, bounds.bottom);
+            let br = new Vector2(bounds.right, bounds.bottom);
+
+            this.addSegment(bounds.location, tr);
+            this.addSegment(tr, br);
+            this.addSegment(br, bl);
+            this.addSegment(bl, bounds.location);
+        }
+
+        /**
+         * 添加一个段，第一个点在可视化中显示，但第二个点不显示。
+         * 每个端点都是两个段的一部分，但我们希望只显示一次
+         * @param p1 
+         * @param p2 
+         */
+        public addSegment(p1: Vector2, p2: Vector2) {
+            let segment = new Segment();
+            let endPoint1 = new EndPoint();
+            let endPoint2 = new EndPoint();
+
+            endPoint1.position = p1;
+            endPoint1.segment = segment;
+
+            endPoint2.position = p2;
+            endPoint2.segment = segment;
+
+            segment.p1 = endPoint1;
+            segment.p2 = endPoint2;
+
+            this._segments.push(segment);
+            this._endPoints.push(endPoint1);
+            this._endPoints.push(endPoint2);
+        }
+
+        /**
+         * 移除所有的遮挡物
+         */
+        public clearOccluders(){
+            this._segments.length = 0;
+            this._endPoints.length = 0;
+        }
+
+        /**
+         * 为计算机计算当前的聚光做好准备
+         * @param origin 
+         * @param radius 
+         */
+        public begin(origin: Vector2, radius: number){
+            this._origin = origin;
+            this._radius = radius;
+            this._isSpotLight = false;
+        }
+
+        /**
+         * 计算可见性多边形，并返回三角形扇形的顶点（减去中心顶点）。返回的数组来自ListPool
+         */
+        public end(): Vector2[] {
+            let output = ListPool.obtain<Vector2>();
+            this.updateSegments();
+            this._endPoints.sort(this._radialComparer.compare);
+
+            let currentAngle = 0;
+            // 在扫描开始时，我们想知道哪些段是活动的。
+            // 最简单的方法是先进行一次段的收集，然后再进行一次段的收集和处理。
+            // 然而，更有效的方法是通过所有的段，找出哪些段与最初的扫描线相交，然后对它们进行分类
+            for (let pass = 0; pass < 2; pass ++) {
+                for (let p of this._endPoints) {
+                    let currentOld = VisibilityComputer._openSegments.size() == 0 ? null : VisibilityComputer._openSegments.getHead().element;
+
+                    if (p.begin) {
+                        // 在列表中的正确位置插入
+                        let node = VisibilityComputer._openSegments.getHead();
+                        while (node != null && this.isSegmentInFrontOf(p.segment, node.element, this._origin))
+                            node = node.next;
+
+                        if (node == null)
+                            VisibilityComputer._openSegments.push(p.segment);
+                        else
+                            VisibilityComputer._openSegments.insert(p.segment, VisibilityComputer._openSegments.indexOf(node.element));
+                    } else {
+                        VisibilityComputer._openSegments.remove(p.segment);
+                    }
+
+                    let currentNew = null;
+                    if (VisibilityComputer._openSegments.size() != 0)
+                        currentNew = VisibilityComputer._openSegments.getHead().element;
+
+                    if (currentOld != currentNew) {
+                        if (pass == 1) {
+                            if (!this._isSpotLight || (VisibilityComputer.between(currentAngle, this._spotStartAngle, this._spotEndAngle) &&
+                                VisibilityComputer.between(p.angle, this._spotStartAngle, this._spotEndAngle)))
+                                    this.addTriangle(output, currentAngle, p.angle, currentOld);
+                        }
+
+                        currentAngle = p.angle;
+                    }
+                }
+            }
+
+            VisibilityComputer._openSegments.clear();
+            this.clearOccluders();
+
+            return output;
+        }
+
+        public addTriangle(triangles: Vector2[], angle1: number, angle2: number, segment: Segment) {
+            let p1 = this._origin.clone();
+            let p2 = new Vector2(this._origin.x + Math.cos(angle1), this._origin.y + Math.sin(angle1));
+            let p3 = Vector2.zero;
+            let p4 = Vector2.zero;
+
+            if (segment != null){
+                // 将三角形停在相交线段上
+                p3.x = segment.p1.position.x;
+                p3.y = segment.p1.position.y;
+                p4.x = segment.p2.position.x;
+                p4.y = segment.p2.position.y;
+            } else {
+                p3.x = this._origin.x + Math.cos(angle1) * this._radius * 2;
+                p3.y = this._origin.y + Math.sin(angle1) * this._radius * 2;
+                p4.x = this._origin.x + Math.cos(angle2) * this._radius * 2;
+                p4.y = this._origin.y + Math.sin(angle2) * this._radius * 2;
+            }
+
+            let pBegin = VisibilityComputer.lineLineIntersection(p3, p4, p1, p2);
+
+            p2.x = this._origin.x + Math.cos(angle2);
+            p2.y = this._origin.y + Math.sin(angle2);
+
+            let pEnd = VisibilityComputer.lineLineIntersection(p3, p4, p1, p2);
+
+            triangles.push(pBegin);
+            triangles.push(pEnd);
+        }
+
+        /**
+         * 计算直线p1-p2与p3-p4的交点
+         * @param p1 
+         * @param p2 
+         * @param p3 
+         * @param p4 
+         */
+        public static lineLineIntersection(p1: Vector2, p2: Vector2, p3: Vector2, p4: Vector2){
+            let s = ((p4.x - p3.x) * (p1.y - p3.y) - (p4.y - p3.y) * (p1.x - p3.x))
+                / ((p4.y - p3.y) * (p2.x - p1.x) - (p4.x - p3.x) * (p2.y - p1.y));
+            return new Vector2(p1.x + s * (p2.x - p1.x), p1.y + s * (p2.y - p1.y));
+        }
+
+        public static between(value: number, min: number, max: number) {
+            value = (360 + (value % 360)) % 360;
+            min = (3600000 + min) % 360;
+            max = (3600000 + max) % 360;
+
+            if (min < max)
+                return min <= value && value <= max;
+            
+            return min <= value || value <= max;
+        }
+
+        /**
+         * 辅助函数，用于沿外周线构建分段，以限制光的半径。
+         */
+        public loadRectangleBoundaries(){
+            this.addSegment(new Vector2(this._origin.x - this._radius, this._origin.y - this._radius),
+                new Vector2(this._origin.x + this._radius, this._origin.y - this._radius);
+            this.addSegment(new Vector2(this._origin.x - this._radius, this._origin.y + this._radius),
+                new Vector2(this._origin.x + this._radius, this._origin.y + this._radius));
+            this.addSegment(new Vector2(this._origin.x - this._radius, this._origin.y - this._radius),
+                new Vector2(this._origin.x - this._radius, this._origin.y + this._radius));
+            this.addSegment(new Vector2(this._origin.x + this._radius, this._origin.y - this._radius),
+                new Vector2(this._origin.x + this._radius, this._origin.y + this._radius));
+        }
+
+        /**
+         * 助手：我们知道a段在b的前面吗？实现不反对称（也就是说，isSegmentInFrontOf(a, b) != (!isSegmentInFrontOf(b, a))）。
+         * 另外要注意的是，在可见性算法中，它只需要在有限的一组情况下工作，我不认为它能处理所有的情况。
+         * 见http://www.redblobgames.com/articles/visibility/segment-sorting.html
+         * @param a 
+         * @param b 
+         * @param relativeTo 
+         */
+        public isSegmentInFrontOf(a: Segment, b: Segment, relativeTo: Vector2) {
+            // 注意：我们稍微缩短了段，所以在这个算法中，端点的交点（共同）不计入交点。
+            let a1 = VisibilityComputer.isLeftOf(a.p2.position, a.p1.position, VisibilityComputer.interpolate(b.p1.position, b.p2.position, 0.01));
+            let a2 = VisibilityComputer.isLeftOf(a.p2.position, a.p1.position, VisibilityComputer.interpolate(b.p2.position, b.p1.position, 0.01));
+            let a3 = VisibilityComputer.isLeftOf(a.p2.position, a.p1.position, relativeTo);
+
+            let b1 = VisibilityComputer.isLeftOf(b.p2.position, b.p1.position, VisibilityComputer.interpolate(a.p1.position, a.p2.position, 0.01));
+            let b2 = VisibilityComputer.isLeftOf(b.p2.position, b.p1.position, VisibilityComputer.interpolate(a.p2.position, a.p1.position, 0.01));
+            let b3 = VisibilityComputer.isLeftOf(b.p2.position, b.p1.position, relativeTo);
+
+            // 注：考虑A1-A2这条线。如果B1和B2都在一条边上，而relativeTo在另一条边上，那么A就在观看者和B之间。
+            if (b1 == b2 && b2 != b3)
+                return true;
+            if (a1 == a2 && a2 == a3)
+                return true;
+            if (a1 == a2 && a2 != a3)
+                return false;
+            if (b1 == b2 && b2 == b3)
+                return false;
+
+            // 如果A1 !=A2，B1 !=B2，那么我们就有一个交点。
+            // 一个更稳健的实现是在交叉点上分割段，使一部分段在前面，一部分段在后面，但无论如何我们不应该有重叠的碰撞器，所以这不是太重要
+            return false;
+
+            // 注意：以前的实现方式是a.d < b.d.，这比较简单，但当段的大小不一样时，就麻烦了。
+            // 如果你是在一个网格上，而且段的大小相似，那么使用距离将是一个更简单和更快的实现。
+        }
+
+        /**
+         * 返回略微缩短的向量：p * (1 - f) + q * f
+         * @param p 
+         * @param q 
+         * @param f 
+         */
+        public static interpolate(p: Vector2, q: Vector2, f: number){
+            return new Vector2(p.x * (1 - f) + q.x * f, p.y * (1 - f) + q.y * f);
+        }
+
+        /**
+         * 返回点是否在直线p1-p2的 "左边"。
+         * @param p1 
+         * @param p2 
+         * @param point 
+         */
+        public static isLeftOf(p1: Vector2, p2: Vector2, point: Vector2) {
+            let cross = (p2.x - p1.x) * (point.y - p1.y)
+                - (p2.y - p1.y) * (point.x - p1.x);
+            
+            return cross < 0;
+        }
+
+        /**
+         * 处理片段，以便我们稍后对它们进行分类
+         */
+        public updateSegments(){
+            for (let segment of this._segments) {
+                // 注：未来的优化：我们可以记录象限和y/x或x/y比率，并按（象限、比率）排序，而不是调用atan2。
+                // 参见<https://github.com/mikolalysenko/compare-slope>，有一个库可以做到这一点
+
+                segment.p1.angle = Math.atan2(segment.p1.position.y - this._origin.y, segment.p1.position.x - this._origin.x);
+                segment.p2.angle = Math.atan2(segment.p2.position.y - this._origin.y, segment.p2.position.x - this._origin.x);
+
+                //  Pi和Pi之间的映射角度
+                let dAngle = segment.p2.angle - segment.p1.angle;
+                if (dAngle <= -Math.PI)
+                    dAngle += Math.PI * 2;
+
+                if (dAngle > Math.PI)
+                    dAngle -= Math.PI * 2;
+
+                segment.p1.begin = (dAngle > 0);
+                segment.p2.begin = !segment.p1.begin;
+            }
+
+            // 如果我们有一个聚光灯，我们需要存储前两个段的角度。
+            // 这些是光斑的边界，我们将用它们来过滤它们之外的任何顶点。
+            if (this._isSpotLight) {
+                this._spotStartAngle = this._segments[0].p2.angle;
+                this._spotEndAngle = this._segments[1].p2.angle;
+            }
+        }
+    }
+}