Unity中的网格与材质球合并
很多时候我们需要把具有相同shader的材质球合并，从而减少drawcall的产生。
比如九龙战里面，一个人物带有10个部位，10个部位各自来自不同的fbx文件，加上身体，就有11个材质球，占上11个drawcall。如果主城里面跑着10个角色，光人物就占了110个drawcall！所以这种时候材质球合并是必须的。
（下图为九龙战里面的多部位换装效果）
材质球合并，分以下几步走，首先我们讨论普通的MeshRenderer的材质球合并，然后再讨论SkinnedMeshRenderer的材质球合并。
普通的MeshRenderer的材质球合并：
1.合并所有材质球所携带的贴图，新建一个材质球，并把合并好的贴图赋予新的材质球。
2.记录下每个被合并的贴图所处于新贴图的Rect，用一个Rect[]数组存下来。
3.合并网格，并把需要合并的各个网格的uv，根据第2步得到的Rect[]刷一遍。
4.把新的材质球赋予合并好的网格，此时就只占有1个drawcall了。
下面是关键代码：
void CombineMesh()
{
MeshFilter[] mfChildren = GetComponentsInChildren<MeshFilter>();
CombineInstance[] combine = new CombineInstance[mfChildren.Length];
MeshRenderer[] mrChildren = GetComponentsInChildren<MeshRenderer>();
Material[] materials = new Material[mrChildren.Length];
MeshRenderer mrSelf = gameObject.AddComponent<MeshRenderer>();
MeshFilter mfSelf = gameObject.AddComponent<MeshFilter>();
Texture2D[] textures = new Texture2D[mrChildren.Length];
for (int i = 0; i < mrChildren.Length; i++)
{
if (mrChildren[i].transform == transform)
{
continue;
}
materials[i] = mrChildren[i].sharedMaterial;
Texture2D tx = materials[i].GetTexture("_MainTex") as Texture2D;
Texture2D tx2D = new Texture2D(tx.width, tx.height, TextureFormat.ARGB32, false);
tx2D.SetPixels(tx.GetPixels(0, 0, tx.width, tx.height));
tx2D.Apply();
textures[i] = tx2D;
}
Material materialNew = new Material(materials[0].shader);
materialNew.CopyPropertiesFromMaterial(materials[0]);
mrSelf.sharedMaterial = materialNew;
Texture2D texture = new Texture2D(1024, 1024);
materialNew.SetTexture("_MainTex", texture);
Rect[] rects = texture.PackTextures(textures, 10, 1024);
for (int i = 0; i < mfChildren.Length; i++)
{
if (mfChildren[i].transform == transform)
{
continue;
}
Rect rect = rects[i];
Mesh meshCombine = mfChildren[i].mesh;
Vector2[] uvs = new Vector2[meshCombine.uv.Length];
//把网格的uv根据贴图的rect刷一遍
for (int j = 0; j < uvs.Length; j++)
{
uvs[j].x = rect.x + meshCombine.uv[j].x * rect.width;
uvs[j].y = rect.y + meshCombine.uv[j].y * rect.height;
}
meshCombine.uv = uvs;
combine[i].mesh = meshCombine;
combine[i].transform = mfChildren[i].transform.localToWorldMatrix;
mfChildren[i].gameObject.SetActive(false);
}
Mesh newMesh = new Mesh();
newMesh.CombineMeshes(combine, true,true);//合并网格
mfSelf.mesh = newMesh;
}
合并前的drawcall：
合并后的drawcall：
合并好的网格：
合并好的贴图：
下面我们将讨论SkinnedMeshRenderer的合并。
SkinnedMeshRenderer比MeshRenderer稍微麻烦一点，因为SkinnedMeshRenderer要处理bones。
以下是步骤：
1.合并所有材质球所携带的贴图，新建一个材质球，并把合并好的贴图赋予新的材质球。
2.记录下每个被合并的贴图所处于新贴图的Rect，用一个Rect[]数组存下来。
3.记录下需要合并的SkinnedMeshRenderer的bones。
4.合并网格，并把需要合并的各个网格的uv，根据第2步得到的Rect[]刷一遍。
5.把合并好的网格赋予新的SkinnedMeshRenderer，并把第3步记录下的bones赋予新的SkinnedMeshRenderer。
6.把新的材质球赋予合并好的网格，此时就只占有1个drawcall了。
上面红色部分的步骤就是与MeshRenderer不同之处。
下面是关键代码：
void CombineMesh()
{
SkinnedMeshRenderer[] smrs = GetComponentsInChildren<SkinnedMeshRenderer>();
CombineInstance[] combine = new CombineInstance[smrs.Length];
Material[] materials = new Material[smrs.Length];
Texture2D[] textures = new Texture2D[smrs.Length];
SkinnedMeshRenderer smrCombine = combineMesh.gameObject.AddComponent<SkinnedMeshRenderer>();
smrCombine.shadowCastingMode = UnityEngine.Rendering.ShadowCastingMode.Off;
smrCombine.receiveShadows = false;
for (int i = 0; i < smrs.Length; i++)
{
materials[i] = smrs[i].sharedMaterial;
Texture2D tx = materials[i].GetTexture("_MainTex") as Texture2D;
Texture2D tx2D = new Texture2D(tx.width, tx.height, TextureFormat.ARGB32, false);
tx2D.SetPixels(tx.GetPixels(0, 0, tx.width, tx.height));
tx2D.Apply();
textures[i] = tx2D;
}
Material materialNew = new Material(materials[0].shader);
materialNew.CopyPropertiesFromMaterial(materials[0]);
Texture2D texture = new Texture2D(1024, 1024);
Rect[] rects = texture.PackTextures(textures, 10, 1024);
materialNew.SetTexture("_MainTex", texture);
List<Transform> boneTmp = new List<Transform>();
for (int i = 0; i < smrs.Length; i++)
{
if (smrs[i].transform == transform)
{
continue;
}
Rect rect = rects[i];
Mesh meshCombine = CreatMeshWithMesh(smrs[i].sharedMesh);
Vector2[] uvs = new Vector2[meshCombine.uv.Length];
for (int j = 0; j < uvs.Length; j++)
{
uvs[j].x = rect.x + meshCombine.uv[j].x * rect.width;
uvs[j].y = rect.y + meshCombine.uv[j].y * rect.height;
}
boneTmp.AddRange(smrs[i].bones);
meshCombine.uv = uvs;
combine[i].mesh = meshCombine;
combine[i].transform = smrs[i].transform.localToWorldMatrix;
GameObject.Destroy(smrs[i].gameObject);
}
Mesh newMesh = new Mesh();
newMesh.CombineMeshes(combine, true, true);
smrCombine.bones = boneTmp.ToArray();
smrCombine.rootBone = rootBone;
smrCombine.sharedMesh = newMesh;
smrCombine.sharedMaterial = materialNew;
}
Mesh CreatMeshWithMesh(Mesh mesh)
{
Mesh mTmp = new Mesh();
mTmp.vertices = mesh.vertices;
mTmp.name = mesh.name;
mTmp.uv = mesh.uv;
mTmp.uv2 = mesh.uv2;
mTmp.uv2 = mesh.uv2;
mTmp.bindposes = mesh.bindposes;
mTmp.boneWeights = mesh.boneWeights;
mTmp.bounds = mesh.bounds;
mTmp.colors = mesh.colors;
mTmp.colors32 = mesh.colors32;
mTmp.normals = mesh.normals;
mTmp.subMeshCount = mesh.subMeshCount;
mTmp.tangents = mesh.tangents;
mTmp.triangles = mesh.triangles;
return mTmp;
}
合并后，只占用 1 drawcall了，而且AnimationController以及其动画能够正常工作:
合并好的网格：
合并好的贴图：
以上便是合并Mesh和Material的内容，目前只关注实现，还可以进一步优化，有以下几点要注意的：
1.合并的材质球需要使用同一个shader，如果多个材质球使用了不同shader，就要做进一步的出分类处理了。
2.材质球所用的Texture文件的Read/Write Enable选项要打上勾。
项目的github地址: https://github.com/arBao/MeshMaterialCombine
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