unity通過Mesh網(wǎng)格繪制圖形(三角形、正方體、圓柱)

更新時(shí)間：2021年11月17日 11:53:23 作者：akuojustdoit

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了unity通過Mesh網(wǎng)格繪制圖形：三角形、正方體、圓柱，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

一、介紹

Mesh類：通過腳本創(chuàng)建或是獲取網(wǎng)格的類，網(wǎng)格包含多個(gè)頂點(diǎn)和三角形數(shù)組。頂點(diǎn)信息包含坐標(biāo)和所在面的法線。

unity中3D的世界的所有圖形全部都是由三角形構(gòu)成的。
比如unity已經(jīng)裝配好的幾種圖形我們可以看一下：

我們可以在unity中通過Mesh類來繪制圖形。
所以在我們繪制其它圖形之前，首先完成一個(gè)小目標(biāo)，畫一個(gè)三角形。

二、繪制三角形

首先做準(zhǔn)備工作：

1.在場景中創(chuàng)建一個(gè)空物體，并掛載MeshRenderer和MeshFilter組件。//我們先不考慮碰撞器的問題，所以不添加collider
2.創(chuàng)建一個(gè)默認(rèn)材質(zhì)，拖入MeshRenderer組件中，為可視化做準(zhǔn)備。
3.創(chuàng)建一個(gè)腳本，掛載在空物體上。然后開始編輯代碼

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class test : MonoBehaviour
{
 // 網(wǎng)格渲染器
 MeshRenderer meshRenderer;
 // 網(wǎng)格過濾器
 MeshFilter meshFilter;

 // 用來存放頂點(diǎn)數(shù)據(jù)
 List<Vector3> verts;        // 頂點(diǎn)列表
 List<int> indices;          // 序號(hào)列表

 private void Start()
 {
  verts = new List<Vector3>();
  indices = new List<int>();
  meshRenderer = GetComponent<MeshRenderer>();
  meshFilter = GetComponent<MeshFilter>();
  Generate();
 }

 public void Generate()
 {
  // 把頂點(diǎn)和序號(hào)數(shù)據(jù)填寫在列表里
  AddMeshData1();//三角形
  // 用列表數(shù)據(jù)創(chuàng)建網(wǎng)格Mesh對象
  Mesh mesh = new Mesh();
  mesh.SetVertices(verts);
  //mesh.vertices = verts.ToArray();
  mesh.SetIndices(indices, MeshTopology.Triangles, 0);
  //mesh.triangles = indices.ToArray();
  // 自動(dòng)計(jì)算法線
  mesh.RecalculateNormals();
  // 自動(dòng)計(jì)算物體的整體邊界
  mesh.RecalculateBounds();
  // 將mesh對象賦值給網(wǎng)格過濾器，就完成了
  meshFilter.mesh = mesh;
 }
 // 填寫頂點(diǎn)和序號(hào)列表
 void AddMeshData1()
 {
  verts.Add(new Vector3(0, 0, 0));
  verts.Add(new Vector3(0, 0, 1));
  verts.Add(new Vector3(1, 0, 1));
  indices.Add(0); indices.Add(1); indices.Add(2);
 }
}

運(yùn)行后是這個(gè)樣子的：

然后來解讀一下代碼：
準(zhǔn)備了一個(gè)List<Vector3> verts來存放三角形的各個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)
準(zhǔn)備了一個(gè)List<int> indices來存放讀取的頂點(diǎn)坐標(biāo)的順序
獲取了空物體的MeshRenderer和MeshFilter。

注意：

MeshFilter：網(wǎng)格過濾器
作用：指定mesh（物體的幾何形狀）
MeshRenderer: 網(wǎng)格渲染器
網(wǎng)格渲染器從網(wǎng)格過濾器中獲得幾何體的形狀然后進(jìn)行渲染。
即：Mesh是網(wǎng)格，MeshFilter是從網(wǎng)格中獲取圖形的組件，MeshRenderer是渲染從MeshFilter獲取到的圖形的組件。

然后為List<int> indices增加了三個(gè)點(diǎn),(0,0,0),(0,0,1),(1,0,1),并且就是按照這個(gè)順序讀取

mesh.SetVertices(verts);
//mesh.vertices = verts.ToArray();

使用這兩種方法任選其一為mesh添加頂點(diǎn)

mesh.SetIndices(indices, MeshTopology.Triangles, 0);
//mesh.triangles = indices.ToArray();

使用這兩種方法任選其一為mesh添加三角形的頂點(diǎn)順序

// 自動(dòng)計(jì)算法線
mesh.RecalculateNormals();
// 自動(dòng)計(jì)算物體的整體邊界
mesh.RecalculateBounds();
// 將mesh對象賦值給網(wǎng)格過濾器，就完成了
meshFilter.mesh = mesh;

這里注意一點(diǎn)，三角形會(huì)在三個(gè)頂點(diǎn)分別生成法線垂直于平面，法線的朝向遵循左手定則
即，一個(gè)三角形面有三條法線。所以這個(gè)三角形是朝上的，攝像頭從上而下就能看到此三角形。如果將攝像頭放在三角形的下方朝上看，那么就會(huì)看不到此三角形。

自下而上去看，并不能看到三角形。

三、繪制正方體

正方體有6個(gè)面，一共12個(gè)三角形組成，這邊我們偷個(gè)懶，只拼裝三個(gè)面。
那么就需要7個(gè)頂點(diǎn)，6個(gè)三角形。

注意遵循左手定則，則我們需要添加的六個(gè)三角形是：
012 023 145 152 253 356

void AddMeshData2()
 {
  verts.Add(new Vector3(0, 0, 0));
  verts.Add(new Vector3(0, 1, 0));
  verts.Add(new Vector3(1, 1, 0));
  verts.Add(new Vector3(1, 0, 0));
  verts.Add(new Vector3(0, 1, 1));
  verts.Add(new Vector3(1, 1, 1));
  verts.Add(new Vector3(1, 0, 1));

  indices.Add(0); indices.Add(1); indices.Add(2); indices.Add(0); indices.Add(2); indices.Add(3);
  indices.Add(1); indices.Add(4); indices.Add(5); indices.Add(1); indices.Add(5); indices.Add(2);
  indices.Add(2); indices.Add(5); indices.Add(3); indices.Add(3); indices.Add(5); indices.Add(6);
 }

繪制出來是這樣的：

將線框關(guān)閉，我們發(fā)現(xiàn)三個(gè)面就好像融合在一起了一樣：

我們知道，unity是根據(jù)面(三角形的三個(gè)頂點(diǎn))的法線的方向的不同，來判斷面的朝向，而在上面的示例中，2號(hào)點(diǎn)，既在0123平面上，也在2563平面上，也在1254平面上，而它并沒有三根法線（這里其實(shí)是四個(gè)三角形共享2號(hào)點(diǎn)，有四個(gè)法線，但是不知道同面的兩根法線是否都參與mesh.RecalculateNormals()中的計(jì)算導(dǎo)致法線平均值向左方向偏移，等大佬指正）。

所以在調(diào)用mesh.RecalculateNormals();unity會(huì)自動(dòng)將這三個(gè)法線計(jì)算，最終得出一個(gè)平均值，作為最后的法線。當(dāng)然1，3，5三個(gè)點(diǎn)也是因?yàn)槭墙唤缣幰矔?huì)計(jì)算法線的平均值。最后渲染出像是都處在同一個(gè)平面的效果。

解決的辦法也很簡單，就是將重合的點(diǎn)不共用，拆開來進(jìn)行計(jì)算
即添加12個(gè)點(diǎn)，6個(gè)三角形分別是：
012 023 456 467 8910 81011

void AddMeshData4()
 {
  verts.Add(new Vector3(0, 0, 0));//0
  verts.Add(new Vector3(0, 1, 0));//1
  verts.Add(new Vector3(1, 1, 0));//2
  verts.Add(new Vector3(1, 0, 0));//3

  verts.Add(new Vector3(0, 1, 0));//4
  verts.Add(new Vector3(0, 1, 1));//5
  verts.Add(new Vector3(1, 1, 1));//6
  verts.Add(new Vector3(1, 1, 0));//7

  verts.Add(new Vector3(1, 0, 0));//8
  verts.Add(new Vector3(1, 1, 0));//9
  verts.Add(new Vector3(1, 1, 1));//10
  verts.Add(new Vector3(1, 0, 1));//11

  indices.Add(0); indices.Add(1); indices.Add(2); indices.Add(0); indices.Add(2); indices.Add(3);
  indices.Add(4); indices.Add(5); indices.Add(6); indices.Add(4); indices.Add(6); indices.Add(7);
  indices.Add(8); indices.Add(9); indices.Add(10); indices.Add(8); indices.Add(10); indices.Add(11);
 }

這樣產(chǎn)生的就是棱角分明的正方體了（背面空空）

四、繪制圓柱體

首先看一下成品的效果

其實(shí)就是用兩個(gè)圓形面加上側(cè)面的一些拼接成的矩形構(gòu)成

注意點(diǎn)：

1.側(cè)面和上下圓形不共享使用頂點(diǎn)，而側(cè)面各個(gè)三角形需要共享使用頂點(diǎn)。原因是法線的朝向問題，正方形那里講的很清楚了。
2.我這里用Mathf.Sin方法和Mathf.Cos方法來計(jì)算圓形面上各個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)，方法參數(shù)是弧度。

 void AddMeshData7(int n)//n為圓形包含三角形的數(shù)量
 {
  int a = 360 / n;
  verts.Add(new Vector3(0, 0, 0));
  for (int i = 0; i < n; i++) //上面
  {
   verts.Add(new Vector3(Mathf.Sin(a * Mathf.Deg2Rad), 0, Mathf.Cos(a * Mathf.Deg2Rad)));
   a += 360 / n;
  }
  verts.Add(new Vector3(0, -2, 0));
  for (int i = 1; i < n + 1; i++) //下面
  {
   verts.Add(verts[i] + new Vector3(0, -2, 0));
  }
  Debug.Log("verts.Count: " + verts.Count);
  for (int i = 0; i < n; i++) //繪制上面
  {
   indices.Add(0);
   indices.Add(i + 1);
   if (i + 1 >= n)
   {
    indices.Add(1);
   }
   else
   {
    indices.Add(i + 2);
   }
  }

  for (int i = n + 1; i < 2 * n + 1; i++) //繪制下面 
  {
   Debug.Log("i " + i);
   indices.Add(n + 1);
   if (i + 2 >= 2 * n + 2)
   {
    indices.Add(n + 2);
   }
   else
   {
    indices.Add(i + 2);
   }
   indices.Add(i + 1);
  }

  int oldcount = verts.Count;
  Debug.Log(oldcount);
  for (int i = 0; i < oldcount; i++)
  {
   verts.Add(verts[i]);
  }

  for (int i = oldcount + 1; i <= oldcount + n; i++) //繪制側(cè)面
  {
   indices.Add(i);
   indices.Add(i + n + 1);
   if (i + 1 >= n + oldcount)
   {
    indices.Add(oldcount + 1);
   }
   else
   {
    indices.Add(i + 1);
    Debug.Log(verts[i + 1]);
   }
   indices.Add(i + n + 1);
   if (i + n + 2 > 2 * n + 1 + oldcount)
   {
    indices.Add(oldcount + n + 2);
    indices.Add(oldcount + 1);
   }
   else
   {
    indices.Add(i + n + 2);
    indices.Add(i + 1);
   }
  }
 }

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