【Unity】网格笔记

https://docs.unity.cn/cn/2022.3/Manual/mesh.html

网格的作用

网格用于描述物体的形状结构。

• 在图形上：配合材质球进行渲染。网格负责描述形状，材质球负责描述外观。
• 在物理上：用于确定碰撞体的形状范围。

获取网格

可以通过以下方式将网格添加到 Unity 中。

• 在 3D 建模软件中建模，网格将作为模型的一部分导入。
• 通过 Unity 内置的原始形状或建模插件（如 ProBuilder）创建网格。
• 使用 Unity 提供的 API，在代码中创建网格。

访问网格

网格资源对应于Mesh类，具体结构参考另外的网格数据结构笔记。

每种数据都有函数和属性两种方式访问：

• 属性访问：旧方法，每次使用都会创建新数组，性能极低。如Mesh.vertices。
• 函数访问：不会每次访问时都分配新数组，建议使用。如Mesh.GetVertices。

此外 Unity 还提供一些更低级的函数可以直接操控原始网格数据缓冲区，用于满足高性能需求：

• 底层访问：如Mesh.SetIndexBufferData、Mesh.SetVertexBufferData等。

特别网格功能

可变形网格

网格的形状可以实时发生改变，从而实现动态性的渲染效果，具体而言有以下几种类型：

• 蒙皮网格：网格中额外带有骨骼骨架信息，可在骨骼移动时逼真的控制网格形状，通常用于实现角色动作动画或物理上的布娃娃效果。
• 具有混合形状的网格：网格中额外带有混合形状数据，使网格可以在多个形状之间的插值，通常用于实现角色的面部动画。
• 配合 Cloth 组件的网格：用于实现逼真的布料模拟。

上述的可变性网格都必须借助SkinnedMeshRenderer组件实现。

网格 LOD

网格的面越多渲染开销就越大，特别是随着网格与相机的距离增加，此时高精度的模型在渲染效果上已失去优势，反而会造成 GPU 运算资源的浪费。

借助 LODGroup 组件，Unity 支持在不同的距离下使用不同的渲染器进行渲染。所以要按照从近到远，准备多个不同精度的模型按需渲染（对于末尾的 LOD，通常会改用广告牌渲染器），从而优化渲染性能。

配置 LOD 网格

Unity 支持两种方式配置 LOD 网格：

• 手动创建带有LODGroup组件的游戏对象，并手动配置 LOD 级别。
• 在外部建模软件中创建符合 LOD 规范的模型：文件内存在多个同名模型，且都有自己 LOD 后缀。如“Cube_LOD0”、“Cube_LOD1”。

项目中的 LOD 设置

在 Quality settings 窗口中有一些关于 LOD 的选项。

• Maximum LOD Level：从构建中排除高于指定 LOD 级别的网格。
• LOD Bias：决定了处于阈值距离时选用更高还是更低的 LOD 级别。

压缩网格

Unity 支持两种方法压缩网格来减少大小或提高性能。

顶点压缩

• 设置方式：在 Player 面板设置，默认启用部分。将影响项目中的所有网格。
• 实现方式：将选择的网格数据从默认的 32 位浮点数改为较低精度的 16 位来存储。
• 优点：可减少网格的文件、内存大小，并可能略微提高 GPU 性能。
• 缺点：会造成精度损失，如果压缩 Position 和 Tex Coord 1 通道还可能造成伪影。
• 限制条件：
  • 网格必须禁用“Read/Write Enabled”功能。
  • 网格必须禁用“网格压缩”功能。
  • 网格不能是蒙皮网格。
  • 网格不能符合动态批处理条件，或设置中有关闭动态批处理。
  • 目标平台必须支持 16 位浮点数。

网格压缩

• 设置方式：在每个模型导入面板设置，默认关闭。仅影响被设置的单个网格。
• 实现方式：将网格数据换成用最大值最小值间的位置信息存储，运行时再解压回原始数据。
• 优点：大幅减少文件大小。
• 缺点：造成精度损失，增加加载时间和临时内存使用，并可能造成网格显示伪影。