Unity与3ds Max的单位关系（使用FBX文件）

  游戏引擎通常并不具备专业的建模功能，所以通常情况下模型都是在专业的三维软件中进行设计，然后再通过特定格式的文件导入到游戏引擎中进行游戏开发。Unity支持多种外部导入的模型格式，如FBX、3ds、dxf和obj等。
  本文中介绍的FBX文件是Autodesk公司出品的一款用于跨平台的免费三维创作与交换格式的软件，通过FBX用户能访问大多数三维供应商的三维文件。FBX文件支持所有主要的三维数据元素以及二维、音频和视频媒体元素，是当今主流的文件格式。通过在3ds Max中将模型导出为FBX格式文件，再将文件导入到Unity中，就能够对模型进行进一步的游戏设计。在导出导入FBX文件的过程中不少用户会发现模型的尺寸会发生变化，“明明在3ds Max中的设计尺寸为1米，导入到Unity却扩大了一百倍”。究其原因，是因为二者单位转换的问题，弄明白二者之间的关系，就能节省很多开发时间。本文中采用Unity2018.3.0与3ds Max2012进行示范演示。
  第一种情形：
  （1）在3ds Max2012中将系统单位设置“1单位 = 1m”，如图1所示。（设置系统单位的方式：在菜单栏中选择“自定义”-“单位设置”-“系统单位设置”）

图1 系统单位设置

  （2）在编辑区创建一个边长为2米的正方体，如图2所示。

图2 边长为2米的正方体

  （3）点击3ds Max左上角的图标，选择“导出”-“导出”，命名为“testCube.FBX”，这样一个最基础的FBX文件就创建完成。
  （4）将FBX文件导入到Unity场景中。在Unity项目中新建文件夹，命名为“Prefab”，将上一步生成的FBX文件放置到该文件夹下，并将模型拖至场景中，为了后续便于区分，给该正方体添加黄色材质。如图3所示。

图3 将模型拖放到Unity场景中

  （5）为了验证3ds Max与Unity之间模型的尺寸关系，我们需要知道Unity中模型的实际尺寸。Unity中默认单位为米。通过以下脚本获取模型的尺寸

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class GetSize : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        Vector3 theSize = GetObjectSize();
        print(theSize);
    }

    // Update is called once per frame

    Vector3 GetObjectSize()
    {
        Vector3 realSize = Vector3.zero;
        Mesh mesh = GetComponent<MeshFilter>().mesh;
        if(mesh == null)
        {
            return realSize;
        }
        Vector3 meshSize = mesh.bounds.size;
        Vector3 scale = transform.lossyScale;
        realSize = new Vector3(meshSize.x * scale.x, meshSize.y * scale.y, meshSize.z * scale.z);
        return realSize;
    }
}

将脚本挂载到测试正方体中，运行程序，在控制台输出窗口就会显示尺寸，如图4所示。

图4 控制台输出尺寸

可以看出模型在Unity中的尺寸为2m x 2m x 2m，与我们在3ds Max中的尺寸一致，并且注意到图3右侧Inspector面板中Transform一栏中的Scale的三个值全为1。
  第二种情形
  （1）将第一种情形中3ds Max中的系统单位设置为"1单位=1cm"，同样绘制边长为2m的正方体。在导出FBX文件时仍然选择场景单位转化为“米”，注意到此时比例因子变成0.01，如图5所示。

图5 设置场景单位

  （2）将导出的FBX文件导入到Unity场景中，如图6中红色立方体所示。通过脚本获取立方体尺寸大小。

图6 Unity中导入红色正方体

从图中可以看出，立方体的尺寸依旧为2m x 2m x 2m，但是Inspector面板中Transform一栏中的Scale的三个值全为0.01。这也就可以看出，因为在3ds Max导出设置时比例因子为0.01，这也就使得Scale变为0.01。
  第三种情形
  （1）3ds Max中的系统单位设置为"1单位=1m"，同样绘制边长为2m的立方体。在导出FBX文件时仍然选择场景单位转化为“厘米”，注意到此时比例因子变成100，如图7所示。

图7 场景单位设置

  （2）将导出的FBX文件导入到Unity场景中，如图8中浅蓝色立方体所示。通过脚本获取立方体尺寸大小，物体尺寸仍为2m x 2m x 2m。但是Inspector面板中Transform一栏中的Scale的三个值全为100。这也就可以看出，因为在3ds Max导出设置时比例因子为100，这也就使得Scale变为100。

图8 Unity中导入蓝色正方体

  第四种情形
  （1）在Unity的project面板单击第三种情形中创建的正方体，会在相应位置显示该模型的Inspector面板，可以注意到Convert Units属性是默认选中的，我们现在取消选中，如图8所示。

图9 Convert Units属性设置

  （2）再将该立方体拖放到场景中，会发现立方体会扩大很多倍，使用脚本获取尺寸，大小为200m x 200m x 200m，如图10所示。

图10 蓝色正方体扩大很多倍

  为什么会发生这种情况呢？ 因为我们在3ds Max模型的单位为米，而导出设置时场景单位为厘米，这样模型大小就可以表示为200厘米 x 200厘米 x 200厘米。因为在默认条件下，Convert Units选项是被选中的，而且选项中有指出"1 cm(File) to 0.01m(Unity)"，这样最终转到Unity中就是2米 x 2米 x 2米，可以理解为“带单位转换”。但是如果取消Convert Units选项，Unity就不会识别FBX文件中模型的单位是多少，而只是默认识别为200单位 x 200单位 x 200单位 。之前讲过Unity中默认的单位为"1单位=1米"，这样导入到场景中就会变成200米 x 200米 x 200米，“可以理解为不带单位转换”。

  总结
  经过上述几个情形的举例，我们已经能够大致了解Unity与3ds Max之间的单位关系。3ds Max中的比例因子参数就是对应了Unity的Transform中的Scale属性。而场景单位就是对应于Unity中的单位，为与Unity单位一致，场景单位最好设置为米。将模型导入到Unity之后要注意观察其Convert Units选项，通常情况下，为了保证3ds Max与Unity中的模型尺寸一致，需要将该选项选中。