圆角立方 - 简书

组装一个立方体
通过组合和旋转6个平面风格来组成一个无缝立方体

上一节画了一个面向Z轴负方向的平面。我们可以画6个这样的平面然后通过Mesh.CombineMeshes组合起来，也可以一口气画6个面

由于有一些面是共用边的。所以导致了重复的顶点。实际上重复顶点的情况还蛮常见的。特别是用于制造一些尖锐的边缘。所以可以分别做6个面，只是放在同一个数组里而已。但是不重复点更有趣。

private int CreateBottomFace (int[] triangles, int t, int ring) {
        int v = 1;
        int vMid = vertices.Length - (xSize - 1) * (zSize - 1);
        t = SetQuad(triangles, t, ring - 1, vMid, 0, 1);
        for (int x = 1; x < xSize - 1; x++, v++, vMid++) {
            t = SetQuad(triangles, t, vMid, vMid + 1, v, v + 1);
        }
        t = SetQuad(triangles, t, vMid, v + 2, v, v + 1);

        int vMin = ring - 2;
        vMid -= xSize - 2;
        int vMax = v + 2;

        for (int z = 1; z < zSize - 1; z++, vMin--, vMid++, vMax++) {
            t = SetQuad(triangles, t, vMin, vMid + xSize - 1, vMin + 1, vMid);
            for (int x = 1; x < xSize - 1; x++, vMid++) {
                t = SetQuad(
                    triangles, t,
                    vMid + xSize - 1, vMid + xSize, vMid, vMid + 1);
            }
            t = SetQuad(triangles, t, vMid + xSize - 1, vMax + 1, vMid, vMax);
        }

        int vTop = vMin - 1;
        t = SetQuad(triangles, t, vTop + 1, vTop, vTop + 2, vMid);
        for (int x = 1; x < xSize - 1; x++, vTop--, vMid++) {
            t = SetQuad(triangles, t, vTop, vTop - 1, vMid, vMid + 1);
        }
        t = SetQuad(triangles, t, vTop, vTop - 1, vMid, vTop - 2);
        
        return t;
    }

这次自己来画法线吧！

private Vector3[] normals;   
private void CreateVertices () {  
     …   
    vertices = new Vector3[cornerVertices + edgeVertices + faceVertices];               
    normals = new Vector3[vertices.Length];    
    …    
    mesh.vertices = vertices;   mesh.normals = normals;  
}

法线也可以用GIZMOS来可视化

private void OnDrawGizmos () {   
    if (vertices == null) {   
       return;   
    }   

    for (int i = 0; i < vertices.Length; i++) {    
        Gizmos.color = Color.black;   
        Gizmos.DrawSphere(vertices[i], 0.1f);    
        Gizmos.color = Color.yellow;    
        Gizmos.DrawRay(vertices[i], normals[i]);  
    }  
}

怎么画圆角呢。想像一个小一点的立方体悬浮在原立方体中间。两个立方体面之间的距离就等于圆润度。

image.png

private void SetVertex (int i, int x, int y, int z) {   
    Vector3 inner = vertices[i] = new Vector3(x, y, z);    
    normals[i] = (vertices[i] - inner).normalized;   
    vertices[i] = inner + normals[i] * roundness;  
}

拆分Mesh
怎么给它上贴图呢。包裹模式没法做到无缝。我们也可以使用重复顶点。或者可以创建6个单独的平面，但使用同一组顶点。然后给每个平面单独上贴图

private void CreateTriangles () {
        int[] trianglesZ = new int[(xSize * ySize) * 12];
        int[] trianglesX = new int[(ySize * zSize) * 12];
        int[] trianglesY = new int[(xSize * zSize) * 12];
        int ring = (xSize + zSize) * 2;
        int tZ = 0, tX = 0, tY = 0, v = 0;
        
        …

            mesh.subMeshCount = 3;
        mesh.SetTriangles(trianglesZ, 0);
        mesh.SetTriangles(trianglesX, 1);
        mesh.SetTriangles(trianglesY, 2);
    }

只有2个面被渲染

现在立方体被分成3组面，而只有一组被显示出来了，因为有了3个分MESH，所以需要3个材质。

三个分mesh

三个材质

但是三个材质造成了多余的DRAWCALL。所以就看要选择重复顶点还是多个材质了。如果顶点计算特别昂贵的话就选择多个材质，如果DRAWCALL是瓶颈的话就选择重复顶点。

-----------------下面的看不懂。先不管----------
渲染一个网格
尽管目前我们可以区分面，但我们还是没有纹理坐标。假设我们想渲染一个穿过整个立方体的网格图样来看到不同的矩形，怎么办呢。

用来覆盖矩形面片的纹理

除了把UV坐标存在MESH里，也许我们可以用一个自定义SHADER来解决怎么应用纹理。

Shader "Custom/Rounded Cube Grid" {
    Properties {
        _Color("Color", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
        _Glossiness("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
        _Metallic("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
    }
    SubShader {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200
        
        CGPROGRAM
#pragma surface surf Standard fullforwardshadows
#pragma target 3.0

        sampler2D _MainTex;

        struct Input
{
    float2 uv_MainTex;
};

half _Glossiness;
half _Metallic;
fixed4 _Color;

void surf(Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
{
    fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
    o.Albedo = c.rgb;
    o.Metallic = _Metallic;
    o.Smoothness = _Glossiness;
    o.Alpha = c.a;
}
ENDCG
    } 
    FallBack "Diffuse"
}

这是一个默认的SURFACE SHADER。重点是它定义了一个输入结构包含了主纹理的坐标。这些坐标用在surf方法中，涉及了每一个被渲染的片段。因为我们没有这种坐标，所以我们需要用别的东西来替换uv_MainTex。

struct Input
{
    float2 cubeUV;
};

        …

void surf(Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
{
    fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.cubeUV) * _Color;
    o.Albedo = c.rgb;
    o.Metallic = _Metallic;
    o.Smoothness = _Glossiness;
    o.Alpha = c.a;
}

由于UV是跟随每个顶点定义的，所以我们需要一个涉及逐个顶点的方法。

CGPROGRAM
#pragma surface surf Standard fullforwardshadows vertex:vert
#pragma target 3.0

        sampler2D _MainTex;

        struct Input
{
    float2 cubeUV;
};

half _Glossiness;
half _Metallic;
fixed4 _Color;

void vert(inout appdata_full v, out Input o)
{
    UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(Input, o);
}

void surf(Input IN, inout SurfaceOutputStandard o)
{
    fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.cubeUV) * _Color;
    o.Albedo = c.rgb;
    o.Metallic = _Metallic;
    o.Smoothness = _Glossiness;
    o.Alpha = c.a;
}
ENDCG