Unity3D Mesh类的使用以及网格地形生成_unity 中mesh 插值的实现

作者：IT小白 | 2024-05-16 19:59:07

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unity 中mesh 插值的实现

三角面片的生成

一般来说我们开发中对mesh类的接触并不多，mesh类可以让你在unity3d里动态生成一个网格，一般用在地形或者建筑生成，或者是一些建模或者优化插件中。

这里简要介绍一下mesh类的用法。
要生成一个可以正常显示的mesh需要以下几步。
1.设置该网格所有的顶点位置(局部坐标)
2.设置每个顶点属于哪个三角形
3.如果需要接受到光照，需要设置每个顶点的法线
4.如果需要贴材质，需要正确设置uv

我们先以一个三角形为例
首先new一个mesh类，然后创建一个三维向量数组，最后赋值。
1.设置顶点

            Mesh mesh = new Mesh();
            var vertices = new Vector3[]
                           {
                               new Vector3(0, 0, 0),
                               new Vector3(2, 0, 0),
                               new Vector3(1, 2, 1)
                           };
            mesh.vertices = vertices;
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2.设置三角形
设置三角形需要赋值int数组，每三个位置指定一个三角形,下面这个数组为[2,1,0]就代表第一个三角形的三个顶点分别是上面设置的顶点数组的第2个，第1个，第0个顶点。

 var triangles = new int[] {2, 1, 0};
 mesh.triangles = triangles;
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3.设置法线，法线可以自动计算出来，如果不需要特殊的光照效果，则直接用unity内置的函数计算即可。

 mesh.RecalculateNormals();
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4.设置uv
uv是相对于纹理而言的，一张二维方形纹理它的x轴y轴坐标都可以缩放到[0,1]之间，而对三维模型的每个顶点，我们也需要给它关联一个uv坐标，这个坐标和二维纹理坐标相互对应，中间值由线性插值得来。注意这里是一个二维图形贴到三维模型上的操作。
uv坐标如何设置，主要看你需要什么样的效果。其实在很多形状上，并没有一个正确的uv坐标，有时候可能根本就无法完全贴上去，比如把一个正方形贴图全部贴到一个三角形上。
我们这里设置的uv只能贴半个图片。

            var uvs = new Vector2[]
                      {
                          new Vector2(0, 0),
                          new Vector2(1, 0),
                          new Vector2(1, 1)
                      };
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当然，网格不能直接显示在场景里，在unity中万物都需要组件，一个网格也要挂载组件才行。
所需要的组件分别是MeshFilter，这个组件管理网格,mesh是它的一个属性。
还需要MeshRenderer，这个组件管理网格的材质，我们这里使用Shader.Find(“Standard”)找到标准材质。

            var mesh = createTriMesh();
            

            GameObject gameObject = new GameObject();
            gameObject.AddComponent<MeshFilter>();
            gameObject.AddComponent<MeshRenderer>();
            gameObject.GetComponent<MeshFilter>().mesh = mesh;

            Material material = new Material(Shader.Find("Standard"));
            gameObject.GetComponent<MeshRenderer>().material = material;
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最后生成了一个三角面片。
在这里插入图片描述
我们随便找一张网图给它贴上去。

效果如下

在这里插入图片描述

注意这里只显示出半张图片，这和我设置的uv坐标有关系，大家可以体会一下这里的对应关系。
而且把二维纹理贴到三个顶点的三角形上是不可能的。除非是四个顶点的三角形(即其中两个顶点共点)

网格随机地形生成

我之前写了不少噪声的文章，这里就用perlin噪声加网格来随机生成一个网格地形。
具体的过程和前面的例子差不多，只是顶点的y坐标(即高度)，使用噪声来赋值，然后x坐标和z坐标则使用同样的间隔。
当然，需要注意三角网格对应的顶点设置，这里需要一些计算，具体过程就不列出了。
大概就是这么连，图中有9个顶点，然后需要连8个三角形
在这里插入图片描述

代码如下

        private Mesh createNoiseMesh(int size)
        {
            Mesh mesh = new Mesh();
            Vector3[] vertexs = new Vector3[size * size];
            for (int y = 0; y < size; y++)
            {
                for (int x = 0; x < size; x++)
                {
                    var height = PerlinNoise.fbmNoise(x/32f, y/32f,4) * 50;
                    vertexs[y * size + x] = new Vector3(x, height, y);
                }
            }

            mesh.vertices = vertexs;
            var triangles = new int[(size - 1) * 2 * (size - 1) * 3];
            int index = -1;
            for (int i = 0; i < triangles.Length/2; i += 3)
            {
                index++;
                triangles[i] = index;
                triangles[i + 1] = index + size;
                triangles[i + 2] = index + 1;
                if ((index % size) + 1 == size - 1)
                {
                    index++;
                }
              
            }

            index = 0;
            for (int i = triangles.Length/2; i <triangles.Length ; i += 3)
            {
                index++;
                triangles[i] = index;
                triangles[i + 1] = index + size-1;
                triangles[i + 2] = index + size;
                if ((index % size) ==size-1)
                {
                    index++;
                }
              
            }
      
             mesh.triangles = triangles;
             mesh.RecalculateNormals();

            return mesh;
        }
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效果如下
完整的游戏中的地形生成自然不可能这么简单，不过核心肯定都是使用网格类加上一些噪声函数来实现的。

在这里插入图片描述

uv的话大家可以按需设置，这里就不设置了，因为顶点间隔相同，最简单的一种uv设置方法当然也是每个顶点的uv间隔相同。

完整代码

有关噪声的代码可以去前几期的博客找。
柏林噪声

using UnityEngine;

namespace Algorithm
{
    public class CreateMesh : MonoBehaviour
    {
        private void Start()
        {
            //var mesh = createTriMesh();
            var mesh = createNoiseMesh(256);

            GameObject gameObject = new GameObject();
            gameObject.AddComponent<MeshFilter>();
            gameObject.AddComponent<MeshRenderer>();
            gameObject.GetComponent<MeshFilter>().mesh = mesh;

            Material material = new Material(Shader.Find("Standard"));
            gameObject.GetComponent<MeshRenderer>().material = material;
        }

        private Mesh createNoiseMesh(int size)
        {
            Mesh mesh = new Mesh();
            Vector3[] vertexs = new Vector3[size * size];
            for (int y = 0; y < size; y++)
            {
                for (int x = 0; x < size; x++)
                {
                    var height = PerlinNoise.fbmNoise(x/32f, y/32f,4) * 50;
                    vertexs[y * size + x] = new Vector3(x, height, y);
                }
            }

            mesh.vertices = vertexs;
            var triangles = new int[(size - 1) * 2 * (size - 1) * 3];
            int index = -1;
            for (int i = 0; i < triangles.Length/2; i += 3)
            {
                index++;
                triangles[i] = index;
                triangles[i + 1] = index + size;
                triangles[i + 2] = index + 1;
                if ((index % size) + 1 == size - 1)
                {
                    index++;
                }
              
            }

            index = 0;
            for (int i = triangles.Length/2; i <triangles.Length ; i += 3)
            {
                index++;
                triangles[i] = index;
                triangles[i + 1] = index + size-1;
                triangles[i + 2] = index + size;
                if ((index % size) ==size-1)
                {
                    index++;
                }
              
            }

            // StringBuilder builder = new StringBuilder();
            // for (int i = 0; i < triangles.Length; i++)
            // {
            //     builder.Append(triangles[i] + " ");
            // }
            // Debug.Log(builder.ToString());
            
            
             mesh.triangles = triangles;
             mesh.RecalculateNormals();

            return mesh;
        }

        private Mesh createTriMesh()
        {
            Mesh mesh = new Mesh();
            var vertices = new Vector3[]
                           {
                               new Vector3(0, 0, 0),
                               new Vector3(2, 0, 0),
                               new Vector3(1, 2, 1)
                           };
            mesh.vertices = vertices;

            var triangles = new int[] {0, 1, 2};
            mesh.triangles = triangles;

            var uvs = new Vector2[]
                      {
                          new Vector2(0, 0),
                          new Vector2(1, 0),
                          new Vector2(1, 1)
                      };
            mesh.uv = uvs;
            mesh.RecalculateNormals();
            return mesh;
        }
    }
}
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更多用法可以参考官方文档。（~~虽然也没有什么东西~~ ）
另外代码也传到github仓库里了，大家也可以关注一下哦~
我的github

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