Unity實(shí)現(xiàn)噴漆效果

更新時(shí)間：2020年07月12日 17:19:27 作者：無(wú)跡浪子

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Unity實(shí)現(xiàn)噴漆效果，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

本文實(shí)例為大家分享了Unity實(shí)現(xiàn)噴漆效果展示的具體代碼，供大家參考，具體內(nèi)容如下

噴漆功能

**應(yīng)用場(chǎng)景：**如墻上的標(biāo)語(yǔ)貼花，汽車上的噴漆等。

選擇方案：

1、當(dāng)然實(shí)現(xiàn)方法各式各異，最最最簡(jiǎn)單，也是最“不堪入目”的方法是直接給一個(gè)面片，然后獲取噴漆位置，加上一個(gè)要噴漆表面法線方向的偏移，作為最終面片放置位置，當(dāng)然，不要忘了設(shè)置面片的方向。這種方法雖然說(shuō)簡(jiǎn)單，但是效果并不理想，會(huì)出經(jīng)?，F(xiàn)與其他物體穿插的情況，如果游戲中曲面太多，那么這個(gè)方案基本沒(méi)法看。
2、對(duì)于個(gè)別特殊的需求來(lái)講，比如說(shuō)人物身上的紋身，完全可以用一個(gè)shader里實(shí)現(xiàn)，此方法僅限于一個(gè)貼花對(duì)應(yīng)一個(gè)物體，如果是一對(duì)多的情況，請(qǐng)看后邊這兩種。
3、有一種簡(jiǎn)易的方法是用Projector，這種方法實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，不多說(shuō)。
4、接下來(lái)說(shuō)一種動(dòng)態(tài)生成網(wǎng)格方案，也較為常用，接下來(lái)就詳細(xì)說(shuō)說(shuō)這種方案。

實(shí)現(xiàn)思路：

噴漆的網(wǎng)格是根據(jù)場(chǎng)景中所噴位置的物體的網(wǎng)格動(dòng)態(tài)生成的，噴漆的時(shí)候，獲取規(guī)定范圍內(nèi)的物體，再用一個(gè)立方體（也可以用球體）去截取這些物體的Mesh，從而構(gòu)造新的網(wǎng)格，將噴漆渲染在這個(gè)Mesh就OK了。

代碼實(shí)現(xiàn)：

首先，我們需要一個(gè)獲取規(guī)定范圍內(nèi)MeshRenderer的函數(shù)：

public GameObject[] GetAffectedObjects(Bounds bounds, LayerMask affectedLayers)
{
 MeshRenderer[] renderers = FindObjectsOfType<MeshRenderer>();
 List<GameObject> objects = new List<GameObject>();
 foreach (Renderer r in renderers)
 {
 if (!r.enabled) continue;
 if ((1 << r.gameObject.layer & affectedLayers.value) == 0) continue;
 if (r.GetComponent<Decal>() != null) continue;

 if (bounds.Intersects(r.bounds))
 {
 objects.Add(r.gameObject);
 }
 }
 return objects.ToArray();
}

然后拿到這些GameObject去做裁剪，裁剪函數(shù)：

public void BuildDecal(GameObject affectedObject, bool isLast)
{
 Mesh affectedMesh = affectedObject.GetComponent<MeshFilter>().sharedMesh;
 if (affectedMesh == null) return;

 //這里預(yù)存了已獲取物體的vertices和triangles，減少了不必要的GC
 Vector3[] vertices = GetVertexList(affectedObject);
 int[] triangles = GetTriangleList(affectedObject);

 //目標(biāo)頂點(diǎn)轉(zhuǎn)換到當(dāng)前物體的模型空間
 Matrix4x4 matrix = this.transform.worldToLocalMatrix*affectedObject.transform.localToWorldMatrix;
 //將主要計(jì)算移入異步
 Loom.RunAsync(() =>
 {
 for (int i = 0; i < triangles.Length; i += 3)
 {
 int i1 = triangles[i];
 int i2 = triangles[i + 1];
 int i3 = triangles[i + 2];

 Vector3 v1 = matrix.MultiplyPoint(vertices[i1]);
 Vector3 v2 = matrix.MultiplyPoint(vertices[i2]);
 Vector3 v3 = matrix.MultiplyPoint(vertices[i3]);

 Vector3 side1 = v2 - v1;
 Vector3 side2 = v3 - v1;
 Vector3 normal = Vector3.Cross(side1, side2).normalized;

 if (Vector3.Angle(-Vector3.forward, normal) >= maxAngle) continue;

 DecalPolygon poly = new DecalPolygon(v1, v2, v3);

 //用立方體裁剪
 poly = DecalPolygon.ClipPolygon(poly, right);
 if (poly == null) continue;
 poly = DecalPolygon.ClipPolygon(poly, left);
 if (poly == null) continue;
 poly = DecalPolygon.ClipPolygon(poly, top);
 if (poly == null) continue;
 poly = DecalPolygon.ClipPolygon(poly, bottom);
 if (poly == null) continue;
 poly = DecalPolygon.ClipPolygon(poly, front);
 if (poly == null) continue;
 poly = DecalPolygon.ClipPolygon(poly, back);
 if (poly == null) continue;

 AddPolygon(poly, normal);
 }

 if (isLast)
 {
 RenderDecal();
 }
 });
}

DecalPolygon構(gòu)建了新的三角形（這里注意頂點(diǎn)的空間變換），然后分別用立方體的每一個(gè)面去做裁剪，轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)算法，其實(shí)是判面與面的關(guān)系，具體實(shí)現(xiàn)：

/// <summary>
/// 兩面相交裁剪
/// </summary>
public static DecalPolygon ClipPolygon(DecalPolygon polygon, Plane plane)
{
 //相交為True
 bool[] positive = new bool[9];
 int positiveCount = 0;

 for (int i = 0; i < polygon.vertices.Count; i++)
 {
 positive[i] = !plane.GetSide(polygon.vertices[i]); //不在裁剪面正面，說(shuō)明有相交
 if (positive[i]) positiveCount++;
 }

 if (positiveCount == 0)
 return null; //全都在裁剪面正面面，不相交
 if (positiveCount == polygon.vertices.Count) return polygon; //全都在裁剪面反面，完全相交

 DecalPolygon tempPolygon = new DecalPolygon();

 for (int i = 0; i < polygon.vertices.Count; i++)
 {
 int next = i + 1;
 next %= polygon.vertices.Count;

 if (positive[i])
 {
 tempPolygon.vertices.Add(polygon.vertices[i]);
 }

 if (positive[i] != positive[next])
 {
 Vector3 v1 = polygon.vertices[next];
 Vector3 v2 = polygon.vertices[i];

 Vector3 v = LineCast(plane, v1, v2);
 tempPolygon.vertices.Add(v);
 }
 }

 return tempPolygon;
}

OK，到這里已經(jīng)為新的Mesh準(zhǔn)備好了所有的數(shù)據(jù)，接下來(lái)將計(jì)算好的數(shù)據(jù)移步到主線程做渲染：

public void RenderDecal()
{
 //主線程渲染
 Loom.QueueOnMainThread(() =>
 {
 if (sprite == null || Renderer == null||filter==null)
  {
   return;
  }
  //生成uv信息
  GenerateTexCoords(0, sprite);
  //距離偏移
 Push(pushDistance);

 Mesh mesh = CreateMesh();
 if (mesh != null) {
 mesh.name = "DecalMesh";
 filter.mesh = mesh;
 Renderer.material = material;
 Renderer.enabled = true;
 }
 });
}

這樣，一個(gè)噴漆功能就做好了，有幾點(diǎn)需要注意是的是：

1.GC的控制

示例：Vector3[] vertices = mesh.vertices;
注意這里不是簡(jiǎn)單的內(nèi)存引用，而是會(huì)申請(qǐng)新的內(nèi)存，所以這樣的臨時(shí)變量會(huì)造成GC，當(dāng)物體的頂點(diǎn)上十幾K，甚至幾十K的時(shí)候，這樣的GC是吃不消的！為了盡量避免這樣的情況，可以做一次預(yù)存處理，對(duì)沒(méi)有檢測(cè)過(guò)物體的頂點(diǎn)和三角形數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，下次用的時(shí)候直接取，從而取代mesh.vertices；

2.計(jì)算量的問(wèn)題

還是出于性能的考慮，當(dāng)與之裁剪的Mesh頂點(diǎn)數(shù)太多，在主線程for循環(huán)幾十K次，不出意外PC端也會(huì)卡頓，所以異步是一個(gè)較好的選擇。復(fù)雜的裁剪計(jì)算交給其他線程，計(jì)算好主線程直接拿數(shù)據(jù)做渲染；

3.效果問(wèn)題

由于新生成的噴漆Mesh是由原有物體的mesh裁剪所得的，而這兩個(gè)Mesh位置是重疊在一起的，兩個(gè)完全重疊的面，如果其他因變量也相同的情況下，讓計(jì)算機(jī)渲染，計(jì)算機(jī)也不知道該先渲染哪個(gè)，這樣就出現(xiàn)z-fighting的問(wèn)題。所以加一個(gè)Push()方法，將新Mesh的頂點(diǎn)沿當(dāng)前頂點(diǎn)的法線方向擠出一點(diǎn)距離，這樣就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)噴漆功能。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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