【Unity】MeshEditor.Effects.Vortex 网格编辑器特效篇之碎化特效

更新日期：2020年5月13日。
Github源码：[点我获取源码]

Fragmentization

设置一个碎化起始点，使得网格从该点开始逐渐破碎。

使用

在Hierarchy界面选中一个带网格渲染组件（MeshRenderer或SkinnedMeshRenderer）的物体，在物体名字上单击右键，选择创建MeshEditor > Effects > Fragmentization。

调用Play播放特效，Pause暂停特效，UnPause恢复特效，Stop停止特效。

参数

Fragmentization参数面板：
1.Play On Start：是否在Start时自动播放特效。
2.Frag Point：碎化起点。
3.Frag Health：碎片生命力。
4.Frag Speed：碎片分离速度。
5.Frag Rate：碎化速率。
6.Fragment Type：碎片行为控制者。

原理及算法

碎化算法主要分为以下四个阶段：
1.计算离碎化起点最近的三角面，保存为起点三角面；
2.从起点三角面开始，计算碎化顺序；
3.根据碎化顺序逐渐分离三角面；
4.如果发现网格还有剩下的三角面，重新执行1。

计算起点三角面：计算起点三角面很简单，遍历所有三角面比一下距离就可以了，这点可以丢到子线程里面去，不过开销并不大，暂时没这么做。

        //获取第一个三角面，碎化起点
        private Triangle GetFirstTriangle(MeshData meshData)
        {
            Vector3 fragPoint = transform.worldToLocalMatrix.MultiplyPoint3x4(FragPoint);
            Triangle triangle = meshData.Triangles[0];
            float distance = Vector3.Distance(fragPoint, meshData.Triangles[0].Center);
            for (int i = 1; i < meshData.Triangles.Count; i++)
            {
                float dis = Vector3.Distance(fragPoint, meshData.Triangles[i].Center);
                if (dis < distance)
                {
                    triangle = meshData.Triangles[i];
                    distance = dis;
                }
            }
            return triangle;
        }

计算碎化顺序：这里的算法稍微有点复杂，采用相邻三角面排序算法，一个开启列表、准备列表、关闭列表（HashSet）同时参与计算，思路：查询准备列表，只要准备列表中存在三角面，就将该三角面纳入开启列表，开启列表中的三角面会被立即加入关闭列表（完成排序），然后开启列表中的三角面的邻居会被纳入准备列表。目标是根据网格中三角面的相邻关系，生成一个列表。

        //获取三角面碎化顺序算法
        private void GetTrianglesOrder(Triangle first)
        {
            _trianglesOrder.Clear();
            _triangleOpen.Clear();
            _triangleReady.Clear();
            _triangleClose.Clear();

            //将第一个三角面加入准备列表
            _triangleReady.Add(first);

            //如果还有准备中的三角面
            while (_triangleReady.Count > 0)
            {
                //将准备中的三角面纳入开启列表
                _triangleOpen.UnionWith(_triangleReady);
                _triangleReady.Clear();

                //遍历开启列表，逐一关闭
                foreach (var item in _triangleOpen)
                {
                    CloseTriangle(item);
                }

                //遍历开启列表，逐一将其邻居纳入准备列表
                foreach (var item in _triangleOpen)
                {
                    ReadyNeighborTriangle(item);
                }

                _triangleOpen.Clear();
            }

            _triangleOpen.Clear();
            _triangleReady.Clear();
            _triangleClose.Clear();
        }

        //关闭三角面，三角面加入关闭列表
        private void CloseTriangle(Triangle triangle)
        {
            if (!_triangleClose.Contains(triangle))
            {
                _triangleClose.Add(triangle);
                _trianglesOrder.Add(triangle);
                triangle.BrokenLinkVertex();
            }
        }

        //准备相邻三角面，三角面加入准备列表
        private void ReadyNeighborTriangle(Triangle triangle)
        {
            foreach (var item in triangle.Vertex1.Triangles)
            {
                _triangleReady.Add(item);
            }
            foreach (var item in triangle.Vertex2.Triangles)
            {
                _triangleReady.Add(item);
            }
            foreach (var item in triangle.Vertex3.Triangles)
            {
                _triangleReady.Add(item);
            }
        }

分离三角面：这里会根据碎化顺序弹出排在第一位的三角面，并生成实体碎片（实体碎片对象池），直到排序列表中不存在三角面，然后再次确认网格是否还有三角面残留（某些模型由几部分网格组成，网格之间不相邻，只通过执行一次计算顺序算法并不能找到所有三角面）。

        //分离三角面
        private void Fragmentization(MeshData meshData)
        {
            if (_trianglesOrder.Count > 0)
            {
                Triangle triangle = _trianglesOrder[0];
                _trianglesOrder.RemoveAt(0);
                meshData.RemoveTriangle(triangle);
                GenerateFragment(triangle);
            }
            else
            {
                _timer = 0;

                if (meshData.Triangles.Count > 0)
                {
                    GetTrianglesOrder(GetFirstTriangle(meshData));
                }
                else
                {
                    Stop();
                }
            }
        }

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