网格切割（MeshCut）

Unity学习一篇

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• Mesh 学习
  • 入门级代码
  • 概念
• 切割案例分析（核心）
• GL 使用
  • 入门代码

Mesh 学习

入门级代码

相关代码已经同步至Git。现在粘贴有意的代码块：

public class MeshExample : MonoBehaviour
{
    // 必要的 属性：顶点 、三角形索引
    public Vector3[] newVertices;
    public Vector2[] newUV;
    /// 

    /// 表示要 存在的三角面。其值为 顶点的索引。 从0 开始 每三个索引 表示一个三角面。 三角面的法线
    /// 是 三个点 以 左手手坐标系，叉乘结果方向为准。以第一个点为两个向量的起点
    /// 
    public int[] newTriangles;
    public Color[] colors;
    void Start() {
        Mesh mesh = new Mesh();
        GetComponent().mesh = mesh;
        mesh.vertices = newVertices;
        mesh.uv = newUV;
        mesh.triangles = newTriangles;
        mesh.colors = colors;
    }
}

/// 

///  可以通过脚本修改法线反向。
/// 
public class MeshExample3 : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    
    private Mesh meshV;
    void Start()
    {
        meshV = GetComponent().mesh;
        NormalBack(meshV);
    }
    private void NormalBack(Mesh IN){
        Vector3[] vertices = IN.vertices;
        Vector3[] normals = IN.normals;
        int[] Triangles = IN.triangles;
        int buffer;
        for(int i=0;i

概念

BlendShape 属性： 混合形状。用来做面部表情用。

切割案例分析（核心）

1. 两向量，计算垂直向量。

   
   
   image

2. 计算旋转

如图所示： 好久没动手，差点忘了，好险！

image

3. 切割面思路。（案例中）

image

入射线碰撞，+ 世界 Up 向量 确定一个平面。在该平面内 ，求得 入射线 得垂向量。 —— 利用 上面得公式即可。
再点乘，求得切割法向量。

4. 判断 三角面 点 是否被切割 图解：

image

求得黑色 “差向量”和“法向量” 点乘，通过 点乘值“0” 判断左右。

换种理解方式：以入射线、切割法线、垂线，建立一个坐标系。求得 顶点 在该坐标系的相对位置。…… 没有进行 线性变换 的坐标系转换，这样说也不妥。 反正，要心中右这个坐标轴。不然 千辛万苦求出来干嘛。

5. 拷贝顶点。

只要切割 必定舍弃原来得 mesh。存在两个临时 mesh。

因此情况一：三角面 完全再边。该三角面不需要被切割。 需要将三角面拷贝到 对应得临时 mesh 属性中。

注意：（三角面不需要切割：） 需要拷贝得 包括：顶点、三角索引、法线。 正常情况，只要==按顺序==将 旧三角顶点索引，添加到临时 三角索引中即可。 顶点、法线也是如此。但是 顶点、法线需要判断是否已经存在。————错误！

零时顶点集合、零时三角面集合。 临时三角面集合需要 的是 临时顶点 集合 的索引。因此，中间需要一个过度。

代码： 关闭列表—— 字典是 关键

//拷贝顶点
/// 

/// 三角面、顶点、法线拷贝
/// 
/// 旧顶点列表索引1
/// 旧顶点列表索引2
/// 旧顶点列表索引3
/// 临时（新）顶点列表
/// 新法线列表
/// 新三角列表
/// 关闭列表
    static void CopyVert(int index1,int index2,int index3,ref List tempVert,ref List tempNormal,ref List triangles,ref Dictionary pointIndex){

            //是顶点索引否存在 ： 字典作为 一个 旧顶点 索引 的关闭列表。(键值对：旧顶点列表索引 —— 新顶点列表索引)
            //用于判断点是否拷贝过
        if (!pointIndex.ContainsKey (index1)) {
            tempVert.Add (targetMesh.vertices [index1]);    //不存在索引时，插入对应索引得值。——1
            tempNormal.Add (targetMesh.normals [index1]);
            pointIndex.Add (index1,tempVert.Count-1);       //这里是关键
        }
        if (!pointIndex.ContainsKey (index2)) {
            tempVert.Add (targetMesh.vertices [index2]);    //不存在索引时，插入对应索引得值。——2
            tempNormal.Add (targetMesh.normals [index2]);

            pointIndex.Add (index2,tempVert.Count-1);

        }
        if (!pointIndex.ContainsKey (index3)) {
            tempVert.Add (targetMesh.vertices [index3]);    //不存在索引时，插入对应索引得值。——3
            tempNormal.Add (targetMesh.normals [index3]);

            pointIndex.Add (index3,tempVert.Count-1);

        }

    
        triangles.Add (pointIndex[index1]);                 //通过 关闭列表，找到新顶点列表索引。
        triangles.Add (pointIndex[index2]);
        triangles.Add (pointIndex[index3]);

    }

6. 切割算法核心——求切割点

如图

image

==关键点：没有，求不出来==。

• 用于切割的 坐标轴（两两垂直）—— 这是基础条件。以后 本能这样做吧，虽然发明不了算法，但看得懂，也是能耐了。

• 像似三角形。

• 其他情况：我能力有限，推不出来。不过实验是成功的，所以，公式 适用于 三维空间下的 其他情况 三角面的 运算。

• 注意求倍数时，除数为零！

7. 平面几何和空间几何。

• 我平面几何还行，空间几何问题有点大。

• 假设：在平面几何中 推导的公式（完全由向量构成），那么它可以应用到空间几何。—— 祈祷这个是真理吧。

• 两条 垂直异面直线 在同一平面内的投影 可能不垂直。 两条垂直共面直线在同一平面内的投影，垂直。—— 不知道如何证明，也不知对错。

  
  
  image

8. 补全切面
   
   image

当我们算出所有切面上的切面点时。可以求出一个中心点，然后每两个切面点和 中心点构成一个三角面。——这里 保证 （0、1）（2、3）…… 这样的顺序，才不会出现交叉面

还需要求中心点的法线：直接就是 切面 切割法线的方向转化坐标系即可。

9. 关于法线

这里区分一下：三角面法线、顶点法线。 三角面法线（自己命名）
三角面的法线：决定三角面是哪一个面被渲染可见。 只通过三角面的顶点顺序+叉乘+左手坐标系决定。
顶点法线：决定光照渲染的值，不决定是否被渲染可见。通过直接设置获得。

image

如图，三角面法线向上，所以三角面 俯视可见。 其中一个顶点法线向下，因此光照计算结果为黑。

10. 计算切面三角顺序——三角法线

image

关键数值： 切面切割法线、切面三角法线（随意）、切割法线和 三角法线的点积值。

随便两个向量，先叉乘 ，再和一个从物体中心发设的向量计算。 （不论是案例，还是其他算法，切割模型的 算法都有局限性，都不能随意切割 任何模型。）

11. 切割三角面确定三角的组合

案例是通过 非常多的判断来确定 哪种切割点组合成为新的三角面。

GL 使用

GL 类是图形API类。 Gizmo是在 开发阶段使用辅助图形，那么GL 就是 游戏实际运行时绘制 使用。

入门代码

public class GLTest : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    public Material mat;
    public Vector3[] vectList;
    // // 相机的图片效果渲染 函数。用于后处理—— 需要挂在相机上才能调用
    // private void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest) {
        
    // }

    //相机的 渲染函数，绘制一些图形渲染（有深度测试）—— 需要挂在相机上才能调用
    private void OnPostRender() {
        if (!mat) {
            Debug.LogError("Please Assign a material on the inspector");
            return;
        }
        GL.PushMatrix(); //将 相机使用的 矩阵保存下来
        //GL.LoadOrtho();   //加载其他种类相机矩阵：正交投影矩阵、透视投影矩阵（需要自己构建矩阵值）……其他种类
        // Ortho 矩阵，是归一化矩阵正交矩阵。右上角：（1，1）.
       //不写矩阵加载，使用 和相机当前设置的 “正交、透视” 有关。
        mat.SetPass(0);     // 设置本次GL 绘制的passs 通道。由于不能设置法线，因此注意使用 非光照 Shader 材质。
        //GL.Color(Color.yellow);     // 这里设置GL 颜色，但是没看到作用。
        GL.Begin(GL.TRIANGLES);     //GL 绘制的图形：三角、四边、线段……

        // 设置顶点。 注意：三角面 的三角法线 遵循左手坐标系。
        foreach (var item in vectList)
        {
            GL.Vertex(item);
        }
        GL.End();                  //GL 图形绘制 结束，可以进行下个GL 图形绘制。
        GL.PopMatrix();//将 相机使用的 矩阵 从保存中恢复

    }
    
}