关于Unity3D动态生成连续性网格几何体总结【第三部分】（贴图篇）

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关于Unity3D动态生成连续性网格几何体总结【第三部分】（贴图篇）
前言
一、动态建立UV值
二、贴图的平铺与拉伸
二、法线的计算
总结

前言

前一篇文章已经简绍动态连续网格的生成方式与算法。也算完成了“骨骼”的构建，那边本篇将简绍如果为这个坚强的“骨骼“”贴上一个好看的“皮囊”。

骨骼

一、动态建立UV值

如果构建我的UV值呢？在这里我采用把模型切面方向当成U值方向，而模型走势向方向当成V值方式。然后使用一张贴图，整体贴在设置好UV值的模型上。

模型的UV设置

贴图

构建V值
现在素材已经齐备，那我们就来构建V值。由于我们是把整张贴图的映射到模型上面去。因此模型每个顶点的V值的限定范围一定是在【0,1】之间，且起点一点是0，终点一定是1。那么问题来了，我们该如何分配路径上所有顶点的V值。答案是：通过路径的长度占所在该系列顶点的路径总长度的百分比。这样可以完美把V值映射到【0,1】之间。P.S：该系列顶点序号之间永远相差一个模板的顶点总数值

V值 = 当前顶点到起始点的路径长度 / 该系列顶点所在路径的总长度

V值计算示意图

下面展示计算的伪代码：

         //伪代码float[] totalDistanceArray = new float[templteVerticesCount];//声明一个所有总路径的管理数组//开始提前计算所有系列点的总路径//每个模板的顶点就是一组系列点for (int templteIndex = 0; templteIndex < templteVerticesCount;templteIndex++) {float totalDistance = 0;//计算该系列点的总长度for (int vIndex = templteIndex; uIndex < tempVerticeCount; vIndex += templteVerticesCount){int nextIndex = vIndex + templteVerticesCount;//获取下一个系列点if (nextIndex > tempVerticeCount) break;Vector3 curPoint = tunnelShell.Vertices[vIndex];//当前系列点Vector3 nextPoint = tunnelShell.Vertices[nextIndex];//下一个系列点//由于平方比开方性能好很多，且平方不影响百分比计算，因此使用计算路径的平方totalDistance += CaculateSqrDistance(curPoint, nextPoint);//}totalDistanceArray[templteIndex] = totalDistance;//总长度}//计算当前点的V值for (int i = 0; i < tempVerticeCount; i++){Vector3 curPoint = Vertices[i];//获取当前顶点位置int index = i % templteVerticesCount;//获取当前顶点的序号Vector3 BackPoint = curPoint;//获取上一个系列点float currentDistance = 0;//获取目前的路径长度for (int b = i - templteVerticesCount; b >= 0; b -= templteVerticesCount){Vector3 tempPoint = Vertices[b];//获取上一个系列顶点的位置currentDistance += CaculateSqrDistance(tempPoint, BackPoint);//统计当前的路径长度BackPoint = tempPoint;//交换顶点}float t = currentDistance / totalDistanceArray[index];//计算V值UV[i] = new Vector2(UV[i].x, t);//赋值V值}

构建U值
下面我们在来看看U值的计算方式。与V值计算方式很类似，也是把当前顶点到起点的长度除以整个顶点的总长度。这样也可以把值映射到【0,1】之间。

U值 = 该顶点到起始顶点的长度 / 整体封闭路径的总长度

截面U值计算示意图

下面我们来看看代码实现

         //伪代码//获取模板所有顶点的总长度float UTotalLength = GetTotalLength(templteVertice);int meshVerticeIndex = 0;//顶点序号for (int pathIndex = 0; pathIndex < pathCount; pathIndex++){Vector3 curNode = pathList[pathIndex];//前一个路径点Vector3 nextNode = pathList[pathIndex + 1];//后一个点路径点//路径之间生成细分节点for (int segmentIndex = pathIndex == 0 ? 0 : 1; segmentIndex < refreshMesh.Segment; segmentIndex++){Vector3 segmentPoint = GetSegmentPoint(curNode, nextNode);//获取细分节点位置//templteVerticesCount 为模型模板的顶点总数float tempLength = 0;//起始路径值for (int verticesIndex = 0; verticesIndex < templteVerticesCount; verticesIndex++){//获取顶点之间的距离长度if (verticesIndex > 0) tempLength += Vector3.Distance(templteVertice[verticesIndex], templteVertice[verticesIndex - 1]);//计算当前路径占整个路径的百分比UV[tempVerticeCount] = new Vector2(tempLength / UTotalLength, 0));meshVerticeIndex++;}}}

示例：pandas 是基于NumPy 的一种工具，该工具是为了解决数据分析任务而创建的。

二、贴图的平铺与拉伸

由于我们使用的贴图基本上都是正方形，即长宽比永远是 1 ： 1。但是我们生成的网格的截面长度与走向长度比是动态的，且不能保证两者的距离比是 1 ：1。因此我们要采用纵向平铺贴图的方式来保证贴图不会失真。

//我们以宽为基准，按比例平铺长度
textureTile = new Vector2(1, 走向总长度/ 截面总长度);

纵向平铺值 # 三、贴图制作小技巧由于我们模型网格与UV值都是动态生成的，因此模型贴图就需要单独制作。那么我们可以把我们的网格导出成单独Object格式模型，提供给美术人员。好让他们在U值方向去根据实际值分配贴图纹理。下面导出Object格式模型代码：

using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.IO;
using System.Text;
using System.Collections.Generic;public class ObjExporter
{public static string MeshToString(Mesh mesh, string ObjName,MeshRenderer mr){//Mesh mesh = mf.mesh;Material[] sharedMaterials = null;if (mr != null)sharedMaterials = mr.sharedMaterials;Vector2 textureOffset = Vector3.one;Vector2 textureScale = Vector3.one;if(sharedMaterials != null) textureOffset = mr.material.GetTextureOffset("_MainTex");if (sharedMaterials != null) textureScale = mr.material.GetTextureScale("_MainTex");StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();stringBuilder.Append("mtllib design.mtl").Append("\n");stringBuilder.Append("g ").Append(ObjName).Append("\n");Vector3[] vertices = mesh.vertices;for (int i = 0; i < vertices.Length; i++){Vector3 vector = vertices[i];stringBuilder.Append(string.Format("v {0} {1} {2}\n", vector.x, vector.z, vector.y));}stringBuilder.Append("\n");Dictionary<int, int> dictionary = new Dictionary<int, int>();if (mesh.subMeshCount > 1){int[] triangles = mesh.GetTriangles(1);for (int j = 0; j < triangles.Length; j += 3){if (!dictionary.ContainsKey(triangles[j])){dictionary.Add(triangles[j], 1);}if (!dictionary.ContainsKey(triangles[j + 1])){dictionary.Add(triangles[j + 1], 1);}if (!dictionary.ContainsKey(triangles[j + 2])){dictionary.Add(triangles[j + 2], 1);}}}for (int num = 0; num != mesh.uv.Length; num++){Vector2 vector2 = Vector2.Scale(mesh.uv[num], textureScale) + textureOffset;if (dictionary.ContainsKey(num)){stringBuilder.Append(string.Format("vt {0} {1}\n", mesh.uv[num].x, mesh.uv[num].y));}else{stringBuilder.Append(string.Format("vt {0} {1}\n", vector2.x, vector2.y));}}for (int k = 0; k < mesh.subMeshCount; k++){stringBuilder.Append("\n");if (k == 0){stringBuilder.Append("usemtl ").Append("Material_design").Append("\n");}if (k == 1){stringBuilder.Append("usemtl ").Append("Material_logo").Append("\n");}int[] triangles2 = mesh.GetTriangles(k);for (int l = 0; l < triangles2.Length; l += 3){stringBuilder.Append(string.Format("f {0}/{0} {1}/{1} {2}/{2}\n", triangles2[l] + 1, triangles2[l + 1] + 1, triangles2[l + 2] + 1));}}return stringBuilder.ToString();}public static void MeshToFile(Mesh mesh, MeshRenderer mr,string ObjName,string path,string filename){if (mesh == null) {Debug.LogError("网格数据不能为空！");return;}if (!Directory.Exists(path)) {Directory.CreateDirectory(path);}using (StreamWriter sw = new StreamWriter(path+filename)){sw.Write(MeshToString(mesh,ObjName, mr));}}
}

二、法线的计算

模型的方向计算也是比较关键，因为会直接影响模型的光照效果。其实我们这里可以使用Unity内置的API完成法线计算：

                meshPlus.MeshData.RecalculateTangents();meshPlus.MeshData.RecalculateNormals();

总结

到目前位置的显示效果：

本篇到此就已经结束了，可以看出动态生成的网格还是有瑕疵的，那么下一篇我们来讲讲路径点之间的平滑显示，以便修复这些问题。

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