如何使得Unity Terrain（地形）的高度匹配道路模型的高度

0.参考

• Unity官方文档：关于Terrain的介绍与API参考
• Unity Assets Store资源：Road Maker Optimized：这个项目提供了一个API文档，可以查看每个函数的含义，比起自己去看源码寻找，方便很多。此外，由于这个项目不提供源码，所以需要使用ILSpy反编译dll文件。反编译的效果还是不错的，大部分代码是可以看懂的。

1.Unity Terrain

Unity Terrain是什么呢？它在窗口中看起来像一个Mesh，有很多的网格。

但是它并没有Mesh Filter和Mesh Renderer组件，取而代之的是Terrain组件。

Mesh好理解，但是这个Texture是什么呢？

Terrain tools that affect height, such as Raise or Lower Terrain and Set Height, use a grayscale texture called a heightmap. Unity represents the height of each point on the Terrain as a value in a rectangular array. It represents this array using a grayscale heightmap. Heightmaps are built into the Terrain, and the values stored in a heightmap define the height of each point or vertex on the Terrain.

根据官方文档的以上描述，我们可以知道，Unity内部是用一个二维数组（rectangular array）来存储Terrain每个点的高度的。而每个点的高度又是从一张灰度图（heightmap）里采样的。

这张灰度图可以在Terrain组件的Texture Resolutions选项卡里Import或者Export，选择导出后我得到了个名为“terrain.raw”的文件。使用PhotoShop打开，可以看到该图片的属性如下：宽度和高度都为513像素，和Terrain组件中的“Heightmap Resolution”的值一致。通道数量为2，深度为8位。

这张heightmap长这样：

对比Untiy窗口的Terrain渲染图，我们可以观察到黑色代表高度为0，白色代表高度为最大值（由Mesh Resolution中的Terrain Height定义），灰色则代表(0~maxHeight)中的一个值。

2.如何使用代码 get/set Terrain某一点的高度

（1）heightmap的坐标系

以左下角为原点，向右向上为正。如下图，白色正方体所在的位置为世界坐标系的原点。选中的Terrain在世界坐标系中，坐标和原点重合，position=（0,0，0）。可以看到，虽然移动工具在Terrain的中心，但是Terrain的左下角和position重合。

（2）将Terrain左下角的五分之一面积的高度设置为0

• terrain.terrainData.heightmapResolution
• terrain.terrainData.GetHeights()
• terrain.terrainData.SetHeights()

public class TestTerrain : MonoBehaviour
{
    Terrain terrain;
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        terrain = GetComponent<Terrain>();
        int resolution = terrain.terrainData.heightmapResolution;
        //GetHeights函数：获取从(xbase,ybase)开始的resolution的点的height。
        //即hts存储了heightmap上所有点的高度值。
        float[,] hts = terrain.terrainData.GetHeights(0, 0, resolution, resolution);
        for(int i = 0; i < resolution / 5; i++)
        {
            for(int j = 0; j < resolution / 5; j++)
            {
                hts[i,j] = 0;
            }
        }
        terrain.terrainData.SetHeights(0, 0, hts);
    }
}

效果如图：

修改前	修改后

需要注意的是，即使是在运行时修改了Terrain的height，效果也是永久的，因为这里修改的实际上heightmap，图像已经改变。

3.如何获取道路模型的高度，以及需要修改的heightmap区域

答案就是使用Raycast！我们可以从heightmap上的每一个点发射一条射线，如果这条射线和road模型相交了，就可以得到交点处的坐标值。我们就可以将heightmap上的该点的高度设置为交点的y值了。

public class TestTerrain : MonoBehaviour
{
    Terrain terrain;
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        //【Terrain Data】
        terrain = GetComponent<Terrain>();
        int resolution = terrain.terrainData.heightmapResolution;
        Debug.Log("resolution:" + resolution);
        float sizeX = terrain.terrainData.size.x;
        float sizeY = terrain.terrainData.size.y;
        float sizeZ = terrain.terrainData.size.z;
        Debug.Log("size x:" + sizeX+" size y:"+sizeY + " size z:" + sizeZ);
        float posX = terrain.transform.position.x;
        float posY = terrain.transform.position.y;
        float posZ = terrain.transform.position.z;

        //【Process】
        //获取从(xbase,ybase)开始的resolution的点的height。即hts存储了heightmap上所有点的高度值。
        float[,] hts = terrain.terrainData.GetHeights(0, 0, resolution, resolution);
        RaycastHit hit;
        for (int y = 0; y < resolution; y++)
        {
            for (int x = 0; x < resolution; x++) { 
                Vector3 origin = new Vector3(
                    (float)x / (float)(resolution - 1) * sizeX + posX,
                    posY+terrain.terrainData.GetHeight(x,y),
                    (float)y/(float)(resolution-1)*sizeZ+posZ
                );
                if(Physics.Raycast(new Vector3(origin.x,origin.y-sizeY,origin.z), Vector3.up, out hit, sizeY * 2)){
                    hts[y, x] = (hit.point.y - posY) / sizeY;
                }
            }
        }
        terrain.terrainData.SetHeights(0, 0, hts);
    }

效果如图：

4.如何Smooth地形，使得高度变化不那么突兀？

研究ing……