Unity中动态创建Mesh
什么是Mesh?
Mesh是指的模型的网格,3D模型是由多边形拼接而成,而多边形实际上又是由多个三角形拼接而成的。即一个3D模型的表面其实是由多个彼此相连的三角面构成。三维空间中,构成这些三角形的点和边的集合就是Mesh。
原理
即动态创建一个Mesh,设置三角形和顶点数据,然后赋值给MeshFilter(增加mesh属性),通过MeshRenderer(增加材质并渲染出Mesh)绘制出来
理论基础:
1、左手坐标系和右手坐标系
我们的三维坐标系,在3dmax里是右手坐标系,而在Unity里是左手坐标系。
左手坐标系和右手坐标系的区别 http://www.cnblogs.com/mythou/p/3327046.html
2、三边面如何组成四边面
如图,左边是Unity里的左手坐标系,右边是在此坐标系里生成的一个面以及它的各个点坐标。
012和230这两个三边面就组成了一个四边面。
如果我问这个四边面有几个顶点,想必大家都会回答4个,实际上是6个,012和230这是6个顶点,不同面的顶点不公用。
要组成2个三边面可以有很多种顺序,例如012和320、012和032、023和012等等等
但是我们一般都是按照4个点的顺序来画2个三边面组成四边面,所以可选的只有【012和230、230和012】,以及【032和210、210和032】这两大类
这两类画法有什么区别呢?细心的童鞋应该已经发现,这两种方式前者是逆时针,后者是顺时针。
这种循环的方向会导致面的法线方向不同,而这个法线方向会决定这个面的朝向。
我们要确定这个法线方向其实很简单,上面说了,Unity里是左手坐标系,拿出左手,伸直,拇指与其他四个指头垂直,然后四指弯曲,指尖朝向循环的方向,拇指就指向法线的方向。
由此我们得出结论,要想生成正确的面(法线指向我们),我们只能用【032和210、210和032】
这里需要注意的一点是,我们确定4个点的循环方向,和生成三边面时的循环方向无关,只要生成三边面时,用到的前4个点的index顺序没错就行了。
Mesh的组成部分
1.vertices(顶点数据数组Vector3[])
2.triangles(三角形顶点索引数组,int[])
3.normals(法线向量数组,Vector3[])
4.uv(纹理坐标数组,Vector2[])
顶点坐标:顶点坐标数组存放Mesh的每个顶点的空间坐标,假设某mesh有n个顶点,则vertex的size为n
法线:法线数组存放mesh每个顶点的法线,大小与顶点坐标对应,normal[i]对应顶点vertex[i]的法线
法线详解:
法线就是垂直于面的一条线,它有方向,没有大小。
法线的方向就是面朝外的方向。比如我们现在盯着显示器看,从显示器的正中心会有一条法线垂直于屏幕指向我们。
法线向外的面就是正面,相反的就是背面,一般来讲,从正面看才能看到面,背面看面是看不到的。
纹理坐标:它定义了图片上每个点的位置的信息. 这些点与3D模型是相互联系的, 以决定表面纹理贴图的位置. UV就是将图像上每一个点精确对应到模型物体的表面. uv[i]对应vertex[i]
三角形序列:每个mesh都由多个三角面组成,而三角面的三个点就是顶点坐标里的点,三角形的数组的size = 三角形个数 * 3
三边面和四边面:
三边面就是三条边组成的面,四边面就是四条边组成的面。
三边面在三维空间中是不可扭曲的,而四边面在三维空间中可以扭曲。所以Unity里只支持三边面。其他支持四边面的软件例如3dmax在导出fbx的时候,会把四边面转换成三边面。
创建一个立方体
1.定顶点坐标
一般我们会以立方体几何中心为坐标原点。
代码:
1 //顶点数组 2 Vector3[] _vertices = 3 { 4 // front 5 new Vector3(-5.0f, 10.0f, -5.0f), 6 new Vector3(-5.0f, 0.0f, -5.0f), 7 new Vector3(5.0f, 0.0f, -5.0f), 8 new Vector3(5.0f, 10.0f, -5.0f), 9 10 11 // left 12 new Vector3(-5.0f, 10.0f, -5.0f), 13 new Vector3(-5.0f, 0.0f, -5.0f), 14 new Vector3(-5.0f, 0.0f, 5.0f),// 15 new Vector3(-5.0f, 10.0f, 5.0f), 16 17 // back 18 new Vector3(-5.0f, 10.0f, 5.0f), 19 new Vector3(-5.0f, 0.0f, 5.0f), 20 new Vector3(5.0f, 0.0f, 5.0f), 21 new Vector3(5.0f, 10.0f, 5.0f), 22 23 24 // right 25 new Vector3(5.0f, 10.0f, 5.0f), 26 new Vector3(5.0f, 0.0f, 5.0f), 27 new Vector3(5.0f, 0.0f, -5.0f), 28 new Vector3(5.0f, 10.0f, -5.0f), 29 30 31 // Top 32 new Vector3(-5.0f, 10.0f, 5.0f), 33 new Vector3(5.0f, 10.0f, 5.0f), 34 new Vector3(5.0f, 10.0f, -5.0f), 35 new Vector3(-5.0f, 10.0f, -5.0f), 36 37 // Bottom 38 new Vector3(-5.0f, 0.0f, 5.0f), 39 new Vector3(5.0f, 0.0f, 5.0f), 40 new Vector3(5.0f, 0.0f, -5.0f), 41 new Vector3(-5.0f, 0.0f, -5.0f), 42 43 };
这里有人会有疑问,正方体6个面,每个面由2个三角形组成,所以共需要36个三角形顶点索引。但是正方体只有8个顶点,为什么需要24个顶点坐标数据呢?
答案是:Unity3D的Mesh.triangles是三角形索引数组,不仅依靠这个索引值索引三角形顶点坐标,而且索引纹理坐标,索引法线向量。即正方体的每个顶点都参与了3个平面,而这3个平面的法线向量是不同的,该顶点在渲染这3个平面的时候需要索引到不同的法线向量。而由于顶点坐标和法线向量是由同一个索引值triangles[Index]取得的,例如,有三个点在vertices中索引到的顶点都为(0,0,0),但是在normals中索引到的法向量值各不相同。这就决定了在正方体中一个顶点,需要有3份存储。(如果你需要创建其它模型,需要根据实际情况决定顶点坐标的冗余度。实质上顶点坐标的冗余正是方便了法线坐标、纹理坐标的存取。),一般不共点。还有就是Unity中是左手坐标系,一定记好,因为在绘制三角面时很重要。
2.三角面索引
//索引数组 int[] _triangles = { //front 2,1,0, 0,3,2, //left 4,5,6, 4,6,7, //back 9,11,8, 9,10,11, //right 12,13,14, 12,14,15, ////up //16,17,18, //16,18,19, ////buttom //21,23,22, //21,20,23, //不可跳跃设置索引值(否则会提示一些索引超出边界顶点 15直接20不可,要连续15-16) 17,19,18, 17,16,19, };
这里设置的原则时外面被渲染里面剔除掉,顺时针构建(注意里外面的区别),还要注意的一个点,如上所写,比如我想生成5个面,那你的索引值也要是连续的,不可16直接蹦到20。这里立法体面的绘制顺序是(即绘制三角面的面与上面顶点顺序要一致)设置顶点的顺序
3.UV坐标
代码:
1 //UV数组 2 Vector2[] uvs = 3 { 4 // Front 5 new Vector2(1.0f, 0.0f), 6 new Vector2(1.0f, 1.0f), 7 new Vector2(1.0f, 0.0f), 8 new Vector2(0.0f, 0.0f), 9 10 11 // Left 12 new Vector2(1.0f, 1.0f), 13 new Vector2(0.0f, 1.0f), 14 new Vector2(0.0f, 0.0f), 15 new Vector2(1.0f, 0.0f), 16 17 18 // Back 19 new Vector2(1.0f, 0.0f), 20 new Vector2(1.0f, 1.0f), 21 new Vector2(1.0f, 0.0f), 22 new Vector2(0.0f, 0.0f), 23 24 25 // Right 26 new Vector2(1.0f, 1.0f), 27 new Vector2(0.0f, 1.0f), 28 new Vector2(0.0f, 0.0f), 29 new Vector2(1.0f, 0.0f), 30 31 //// Top 32 //new Vector2(0.0f, 0.0f), 33 //new Vector2(1.0f, 0.0f), 34 //new Vector2(1.0f, 1.0f), 35 //new Vector2(0.0f, 1.0f), 36 37 38 // Bottom 39 new Vector2(0.0f, 0.0f), 40 new Vector2(1.0f, 0.0f), 41 new Vector2(1.0f, 1.0f), 42 new Vector2(0.0f, 1.0f), 43 44 };
UV坐标从左上角开始(想象摄像机在立方体内部去判断),
1 Mesh mesh = new Mesh() 2 { 3 vertices = _vertices, 4 uv = uvs, 5 triangles = _triangles, 6 }; 7 8 //重新计算网格的法线 9 //在修改完顶点后,通常会更新法线来反映新的变化。法线是根据共享的顶点计算出来的。 10 //导入到网格有时不共享所有的顶点。例如:一个顶点在一个纹理坐标的接缝处将会被分成两个顶点。 11 //因此这个RecalculateNormals函数将会在纹理坐标接缝处创建一个不光滑的法线。 12 //RecalculateNormals不会自动产生切线,因此bumpmap着色器在调用RecalculateNormals之后不会工作。然而你可以提取你自己的切线。 13 mesh.RecalculateNormals();
给mesh属性赋值。
5.增加MeshFilter组件,网格过滤。以及增加MeshRenderer组件添加材质实现渲染。OK!!!到这基本已经绘制完了,Mesh已经出来了。
1 using System.Collections; 2 using System.Collections.Generic; 3 using UnityEngine; 4 5 public class ShaderBase : MonoBehaviour 6 { 7 8 void Start() 9 { 10 GameObject gameObject = new GameObject("Cube"); 11 gameObject.transform.position = Vector3.zero; 12 13 //顶点数组 14 Vector3[] _vertices = 15 { 16 // front 17 new Vector3(-5.0f, 10.0f, -5.0f), 18 new Vector3(-5.0f, 0.0f, -5.0f), 19 new Vector3(5.0f, 0.0f, -5.0f), 20 new Vector3(5.0f, 10.0f, -5.0f), 21 22 23 // left 24 new Vector3(-5.0f, 10.0f, -5.0f), 25 new Vector3(-5.0f, 0.0f, -5.0f), 26 new Vector3(-5.0f, 0.0f, 5.0f),// 27 new Vector3(-5.0f, 10.0f, 5.0f), 28 29 // back 30 new Vector3(-5.0f, 10.0f, 5.0f), 31 new Vector3(-5.0f, 0.0f, 5.0f), 32 new Vector3(5.0f, 0.0f, 5.0f), 33 new Vector3(5.0f, 10.0f, 5.0f), 34 35 36 // right 37 new Vector3(5.0f, 10.0f, 5.0f), 38 new Vector3(5.0f, 0.0f, 5.0f), 39 new Vector3(5.0f, 0.0f, -5.0f), 40 new Vector3(5.0f, 10.0f, -5.0f), 41 42 43 // Top 44 new Vector3(-5.0f, 10.0f, 5.0f), 45 new Vector3(5.0f, 10.0f, 5.0f), 46 new Vector3(5.0f, 10.0f, -5.0f), 47 new Vector3(-5.0f, 10.0f, -5.0f), 48 49 // Bottom 50 new Vector3(-5.0f, 0.0f, 5.0f), 51 new Vector3(5.0f, 0.0f, 5.0f), 52 new Vector3(5.0f, 0.0f, -5.0f), 53 new Vector3(-5.0f, 0.0f, -5.0f), 54 55 }; 56 //索引数组 57 int[] _triangles = 58 { 59 //front 60 2,1,0, 61 0,3,2, 62 //left 63 4,5,6, 64 4,6,7, 65 //back 66 9,11,8, 67 9,10,11, 68 //right 69 12,13,14, 70 12,14,15, 71 ////up 72 //16,17,18, 73 //16,18,19, 74 ////buttom 75 //21,23,22, 76 //21,20,23, 77 78 //不可跳跃设置索引值(否则会提示一些索引超出边界顶点 15直接20不可,要连续15-16) 79 17,19,18, 80 17,16,19, 81 }; 82 83 //UV数组 84 Vector2[] uvs = 85 { 86 // Front 87 new Vector2(1.0f, 0.0f), 88 new Vector2(1.0f, 1.0f), 89 new Vector2(1.0f, 0.0f), 90 new Vector2(0.0f, 0.0f), 91 92 93 // Left 94 new Vector2(1.0f, 1.0f), 95 new Vector2(0.0f, 1.0f), 96 new Vector2(0.0f, 0.0f), 97 new Vector2(1.0f, 0.0f), 98 99 100 // Back 101 new Vector2(1.0f, 0.0f), 102 new Vector2(1.0f, 1.0f), 103 new Vector2(1.0f, 0.0f), 104 new Vector2(0.0f, 0.0f), 105 106 107 // Right 108 new Vector2(1.0f, 1.0f), 109 new Vector2(0.0f, 1.0f), 110 new Vector2(0.0f, 0.0f), 111 new Vector2(1.0f, 0.0f), 112 113 //// Top 114 //new Vector2(0.0f, 0.0f), 115 //new Vector2(1.0f, 0.0f), 116 //new Vector2(1.0f, 1.0f), 117 //new Vector2(0.0f, 1.0f), 118 119 120 // Bottom 121 new Vector2(0.0f, 0.0f), 122 new Vector2(1.0f, 0.0f), 123 new Vector2(1.0f, 1.0f), 124 new Vector2(0.0f, 1.0f), 125 126 }; 127 128 Mesh mesh = new Mesh() 129 { 130 vertices = _vertices, 131 uv = uvs, 132 triangles = _triangles, 133 }; 134 135 //重新计算网格的法线 136 //在修改完顶点后,通常会更新法线来反映新的变化。法线是根据共享的顶点计算出来的。 137 //导入到网格有时不共享所有的顶点。例如:一个顶点在一个纹理坐标的接缝处将会被分成两个顶点。 138 //因此这个RecalculateNormals函数将会在纹理坐标接缝处创建一个不光滑的法线。 139 //RecalculateNormals不会自动产生切线,因此bumpmap着色器在调用RecalculateNormals之后不会工作。然而你可以提取你自己的切线。 140 mesh.RecalculateNormals(); 141 gameObject.AddComponent<MeshFilter>().mesh=mesh; 142 //Material/New Material 1 143 gameObject.AddComponent<MeshRenderer>().material = Resources.Load<Material>("Material/New Material"); 144 145 } 146 147 }
这不是上述代码的结果图片,这是动态创建外围盒的图片,做法一样。
最新:这个立方体,我想底面和侧面贴不同贴图,如何实现?
使用 mesh.subMeshCount = X;即subMesh,子网格,具体使用如下:
1 Vector3 contralPos = (maxPos + minPos) / 2; 2 float boxHight = Mathf.Abs(maxPos.y - minPos.y); 3 float boxLength = Mathf.Abs(maxPos.x - minPos.x); 4 float boxWidth = Mathf.Abs(maxPos.z - minPos.z); 5 vertexPosArray = AddVertexPos(1.2f * boxLength, 1.2f * boxWidth, 1.4f * boxHight); 6 vertexIndexList = AddVertexIndex(); 7 uvArr = SetUVPos(GetIntValue(boxLength / (textureSizeL * uvNorm)), GetIntValue(boxWidth / (textureSizeL * uvNorm)), GetIntValue(boxHight / (textureSizeW * uvNorm))); 8 Mesh mesh = new Mesh() 9 { 10 vertices = vertexPosArray, 11 uv = uvArr, 12 }; 13 mesh.subMeshCount = 2; 14 mesh.SetTriangles(vertexIndexList[0], 0); 15 mesh.SetTriangles(vertexIndexList[1], 1); 16 mesh.RecalculateNormals(); 17 GameObject Box = new GameObject(name); 18 // Box.transform.localPosition = contralPos; 19 Box.transform.localPosition = new Vector3(contralPos.x, minPos.y, contralPos.z); 20 Box.AddComponent<MeshFilter>().mesh = mesh; 21 Material[] materials = new Material[2]; 22 materials[0] = new Material(Resources.Load<Material>("Materials/Mine/MinefieldTexture_Side")); 23 materials[1] = new Material(Resources.Load<Material>("Materials/Mine/MinefieldTexture_Buttom")); 24 Box.AddComponent<MeshRenderer>().materials = materials;
mesh.subMeshCount = 2;
mesh.SetTriangles(vertexIndexList[0], 0);
mesh.SetTriangles(vertexIndexList[1], 1);
这是指定子网格对应的索引集合,在设置索引时,应该这样分开存储:
1 /// <summary> 2 /// 添加索引 3 /// </summary> 4 private List<int[]> AddVertexIndex() 5 { 6 List<int[]> indexList = new List<int[]>(); 7 int[] sideIndexArray = 8 { 9 //front 10 2,1,0, 11 2,0,3, 12 13 //back 14 4,5,6, 15 4,6,7, 16 17 //left 18 8,10,11, 19 8,9,10, 20 21 //right 22 13,15,14, 23 13,12,15, 24 }; 25 int[] buttomFaceIndexArray = 26 { 27 //buttom 28 17,16,19, 29 17,19,18 30 }; 31 indexList.Add(sideIndexArray); 32 indexList.Add(buttomFaceIndexArray); 33 34 return indexList; 35 }
即这样完成分开了Mesh,分别使用不同的材质。