在3D模型上实时作画

在Unity中实时绘制纹理总共需要两个东西, 一个是RenderTexture, 而如何确定绘制的区域则需要用到Raycast到MeshCollider从而获取到指定的textureCoord, 然后使用GL调用底层函数把一个Material绘制在RenderTexture上.

需要注意的是:一个有效的可绘制纹理模型,它的Mesh必须有有效的uv数据,而Unity自带的各个预制模型是没有正常的UV数据,从而无法在它们身上绘制纹理.在试验的使用请不要使用类似Unity自带类似Cube,Sphere等模型.*

第一步: 准备

定义一个画笔纹理, 比如一个白色32x32的圆.

画笔纹理

然后为画笔纹理创建一个Shader:

Shader "Painting"
{
    Properties
    {
        _MainTex("MainTex (RGB) Trans (A)", 2D) = "white" {}
        _Color("Color", Color) = (1,1,1,1)
    }

    SubShader
    {
        Tags
        {
            "Queue" = "Transparent"
            "IgnoreProjector" = "True"
            "RenderType" = "Transparent"
            "PreviewType" = "Plane"
            "CanUseSpriteAtlas" = "True"
        }

        Cull Off
        Lighting Off
        ZWrite Off
        Fog{ Mode Off }
        Blend One OneMinusSrcAlpha

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert  
            #pragma fragment frag  
            #include "UnityCG.cginc"  

            struct v2f
            {
                float4 vertex : SV_POSITION;
                half2 texcoord : TEXCOORD0;
            };

            fixed4 _Color;

            v2f vert(appdata_base IN)
            {
                v2f OUT;
                OUT.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, IN.vertex);
                OUT.texcoord = IN.texcoord;
                return OUT;
            }

            sampler2D _MainTex;

            fixed4 frag(v2f IN) : SV_Target
            {
                float4 col = _Color * tex2D(_MainTex, IN.texcoord);
                col.rgb *= col.a;
                return col;
            }
                ENDCG
        }
    }
}

最后创建一个画笔Material, 将纹理和shader应用上. 最终成为这样

画笔材质

被画的模型也应当应用一个至少有一个Texture参数的Shader,比如Unlit/Texture,这样我们才能够将它原来的纹理替换成我们在运行时创建的RenderTexture.

场景搭建完毕以后是这样:

Game视图

被绘制的模型的Inspector窗口

第二步: 编写绘画代码

一切尽在代码中

using UnityEngine;

public class Painter : MonoBehaviour
{
    public const int SIZE = 512;

    public Material mat;
    public float scale;
    public Color col;

    private Renderer rend;
    private RenderTexture rendTex;
    private Texture brushTex;

    private void Start()
    {
        //使用ARGB32的格式创建一个RenderTexture
        rendTex = new RenderTexture(SIZE, SIZE, 24, RenderTextureFormat.ARGB32);
        rendTex.isPowerOfTwo = true;
        rendTex.useMipMap = false;
        rendTex.Create();

        //清空画布
        Clear();

        //获取当前模型的Renderer把它的纹理替换成刚建立的RenderTexture
        rend = GetComponent();
        rend.material.SetTexture("_MainTex", rendTex);

        //获取画笔纹理
        brushTex = mat.mainTexture;
        //设置我们想要的颜色到画笔材质上.
        mat.SetColor("_Color", col);
    }

    private void Update()
    {
        //当鼠标按下时发射射线碰撞模型
        if (Input.GetMouseButton(0))
        {
            var mp = Input.mousePosition;
            var ray = Camera.main.ScreenPointToRay(mp);
            RaycastHit rayHit;
            if (Physics.Raycast(ray, out rayHit))
            {
                //uv坐标是0~1,而我们要的是它纹理上的坐标是0~SIZE,于是乘以纹理的SIZE
                DrawBrush((int)(rayHit.textureCoord.x * SIZE), (int)(rayHit.textureCoord.y * SIZE), col, scale);
            }
        }
    }

    private void Clear()
    {
        Graphics.SetRenderTarget(rendTex);
        GL.PushMatrix();
        GL.Clear(true, true, Color.white);
        GL.PopMatrix();
    }

    private void DrawBrush(int x, int y, Color col, float scale)
    {
        //计算画笔居中当前位置以后的四个角的坐标
        var left = x - brushTex.width * scale / 2f;
        var right = x + brushTex.width * scale / 2f;
        var top = y + brushTex.height * scale / 2f;
        var bot = y - brushTex.height * scale / 2f;

        //将GPU的绘制目标转移到当前RenderTexture上
        Graphics.SetRenderTarget(rendTex);

        //使用GL图像库绘制一个四边形
        GL.PushMatrix();
        GL.LoadOrtho();
        
        mat.SetPass(0);

        GL.Begin(GL.QUADS);
        GL.TexCoord2(0, 0);
        GL.Vertex3(left / SIZE, bot / SIZE, 0);
        GL.TexCoord2(0, 1);
        GL.Vertex3(left / SIZE, top / SIZE, 0);
        GL.TexCoord2(1, 1);
        GL.Vertex3(right / SIZE, top / SIZE, 0);
        GL.TexCoord2(1, 0);
        GL.Vertex3(right / SIZE, bot / SIZE, 0);

        GL.End();
        GL.PopMatrix();

        //搞定
    }
}

最后将Painter脚本添加到刚才的模型身上, 运行游戏,点击鼠标左键就能在模型上画画了.是不是很溜!!!