Unity Mesh 生成图形（一）

一、概述

二、获取顶点坐标和索引

三、绘制正方形

1.显示顶点坐标

2.顶点坐标的顺序

3.顶点排序

4.绘制最终效果

结束

一、概述

Unity 的 Mesh 是用于表示三维物体的网格数据结构。它是由一系列顶点和三角形组成的网格，用于描述物体的形状和外观。

Mesh 是由顶点、三角形和其他相关信息组成的，它用于在 Unity 中创建和渲染三维对象。顶点是网格的基本构建单元，它们定义了物体的形状，每个顶点都有三维坐标和其他可选属性，如法线、 UV 坐标和颜色。三角形则是由三个顶点组成的，它们定义了网格表面的平面，形成了物体的可见表面。

Mesh 类提供了许多方法来操作顶点和三角形，例如添加、删除、移动顶点和三角形，以及调整网格的大小和形状。这些操作可以在 Unity 编辑器中进行，也可以在代码中通过使用 Unity 的 API 来实现。

使用 Mesh 可以创建各种类型的三维对象，如静态物体、动态物体、碰撞检测对象等。在 Unity 中，Mesh 还支持各种纹理和光照技术，以便更好地渲染物体的外观和效果。

二、获取顶点坐标和索引

在讲解 Mesh 案例之前，这里先做个小案例来演示下 Unity 中模型是怎么渲染出来的，本节的主要作用就是展示 Mesh 中两个重要的知识点：顶点和顶点下标，即使看不明白也不要紧，后面会有更详细的案例。

在场景中新建一个 Quad

创建完成后，将 Shading Mode 的默认值由 Shaded 改为 Shaded Wireframe

场景中效果如下：

在上图方块就可以看到中间有一条斜着的线，一般情况下，这样设置只是为了看模型的顶点，没有实际的作用，还是恢复成默认值吧。

接下来新添加一个脚本 Test1，拖到 Quad 上，代码如下：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class Test1 : MonoBehaviour
{void Start(){//1.获取mesh对象Mesh mesh = GetComponent<MeshFilter>().mesh;//2.获取mesh的顶点坐标数组Vector3[] vertices = mesh.vertices;for (int i = 0; i < vertices.Length; i++){Debug.Log(vertices[i]);}//3.获取mesh的索引数组int[] triangles = mesh.triangles;for (int i = 0; i < triangles.Length; i++){Debug.Log(triangles[i]);}}
}

运行后的打印：

注意这里的坐标是水平的，

将视野转到背面就会看到，背面根本没有渲染，是透明的

由于正面和背面共用这4个顶点，只要改下顶点的索引就可以让背面同样的渲染了，

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class Test1 : MonoBehaviour
{void Start(){//1.获取mesh对象Mesh mesh = GetComponent<MeshFilter>().mesh;//2.获取mesh的顶点坐标数组Vector3[] vertices = mesh.vertices;for (int i = 0; i < vertices.Length; i++){Debug.Log(vertices[i]);}//3.获取mesh的索引数组int[] triangles = mesh.triangles;for (int i = 0; i < triangles.Length; i++){Debug.Log(triangles[i]);}triangles = new int[12] { 0, 3, 1, 3, 0, 2, 0, 1, 3, 3, 2, 0 };mesh.triangles = triangles;}
}

效果：

三、绘制正方形

看了上面的案例，如果是第一次接触 Mesh 肯定有很多东西不明白，比如说 triangles 这个变量，有一大堆无序的整型数字是怎么回事，为什么要这么写呢？它又有什么作用呢？

triangles = new int[12] { 0, 3, 1, 3, 0, 2, 0, 1, 3, 3, 2, 0 };

要搞明白这个问题，还是得以各种小案例来慢慢讲解这些知识点。

首先，在默认的场景中，创建一个空物体，取名为 Root，将位置坐标设置为0，并将视角调整为从上往下看（鸟瞰视角），那么在场景中就是这样的：

在这里可以看到，场景中有很多的格子，其中 1 格代表 Position 中 1 米的距离，在后面的案例中，顶点坐标的位置也是以此作为标准

创建一个脚本 Test3，将其拖到 Root 上。

1.显示顶点坐标

为了理解顶点坐标在三维空间是怎样的，下面我用四个球来表示四个顶点的位置

第一个球的位置为：0，0，0，是世界坐标的零点。

第二个球的位置为：0，1，0

第三个球的位置为：1，0，0

第四个球的位置为：1，1，0

我们分别给这四个球添加材质，颜色按照顺序为：红、绿、蓝、紫，这里可以记一下这几个颜色的顺序，因为后面会涉及到渲染的正反面问题。

这时候场景中如下：

从侧面45°视角看是这样的：

运行后在 Game 视图，最上面的两个球只显示了一半，为了让三个球显示完整，将摄像机的位置向后拉了一些，Z 轴设置为 -2，这样在 Game 视图就能将四个球显示完整了。

2.顶点坐标的顺序

由于 Unity 在一般情况下只渲染一个面，顶点坐标的顺序会影响当前平面渲染的是正面还是反面，这对理解 Mesh 是至关重要的，最好去亲自动手操作一编。

下面这个图就是一个平面顶点坐标的顺序，在 Unity 中，一个平面是由两个三角形组合而成的，左边三角形的顶点顺序为：0，1，2，右边的三角形的顶点顺序为：2，1，3，可以理解为一个顺时针的顺序进行排列的。

我们先来渲染左边的三角形，那么数组可以这么写：

Vector3[] vertices = new Vector3[]
{new Vector3(0, 0, 0), new Vector3(0, 1, 0), new Vector3(1, 0, 0),
};

那么，它的下标应该这么写：

int[] triangles = new int[]{ 0, 1, 2 };

3.顶点排序

如果说顶点 Vector3 坐标需要按照严格的顺序进行排列，那么顶点的下标如果不按照这个顺序会有怎样的效果呢？下面就来测试吧。

首先，先安装正确的顺序来完成渲染：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class Test3 : MonoBehaviour
{void Start(){GameObject obj = new GameObject();obj.name = "TestMesh";obj.transform.position = Vector3.zero;//网格渲染器MeshRenderer meshRenderer = obj.AddComponent<MeshRenderer>();meshRenderer.material = new Material(meshRenderer.material);//网格过滤器MeshFilter meshFilter = obj.AddComponent<MeshFilter>();//顶点坐标Vector3[] vertices = new Vector3[]{new Vector3(0, 0, 0), new Vector3(0, 1, 0), new Vector3(1, 0, 0),};//顶点下标顺序int[] triangles = new int[]{ 0, 1, 2 };//用列表数据创建网格 Mesh 对象Mesh mesh = new Mesh();//设置顶点mesh.SetVertices(vertices);//设置顶点索引mesh.triangles = triangles;// 自动计算法线mesh.RecalculateNormals();// 自动计算物体的整体边界mesh.RecalculateBounds();// 将mesh对象赋值给网格过滤器，就完成了meshFilter.mesh = mesh;}
}

运行：

这次按照正确的流程来渲染，结果是对的，如果将顶点下标的顺序颠倒过来，会发生什么呢？

int[] triangles = new int[]{ 2, 1, 0 };

运行：

这时，正面看不到三角形了，来看看反面

反面虽然能看到三角形，但是颜色有点暗是怎么回事？

这其实是灯光的问题，默认的全局环境光位置在正面，所以背面的光线就比较暗。

我们先关闭编辑器的运行，将灯光再复制一份

将坐标向后拉一点，为了就是让灯光照到背面

再将旋转角度设置为 150°

再次运行后，从背面也能看到和正面一样的效果了

在这里，换成 2，0，1 也能正常的渲染

int[] triangles = new int[]{ 2, 0, 1 };

效果：

继续换一个，换成 1，2，0 运行也是一样的。

int[] triangles = new int[]{ 1, 2, 0 };

运行：

虽然顺序打乱也能实现效果，但是并不推荐这么做，要想渲染一个正方形，最好是按照：0，1，2，2，1，3 这种顺序进行渲染。

4.绘制最终效果

理解了上面的知识点，下面来绘制一个正方形就简单了，代码：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class Test3 : MonoBehaviour
{void Start(){GameObject obj = new GameObject();obj.name = "TestMesh";obj.transform.position = Vector3.zero;//网格渲染器MeshRenderer meshRenderer = obj.AddComponent<MeshRenderer>();meshRenderer.material = new Material(meshRenderer.material);//网格过滤器MeshFilter meshFilter = obj.AddComponent<MeshFilter>();//顶点坐标Vector3[] vertices = new Vector3[]{new Vector3(0, 0, 0),new Vector3(0, 1, 0),new Vector3(1, 0, 0),new Vector3(1, 1, 0),};//顶点下标顺序int[] triangles = new int[] { 0, 1, 2, 2, 1, 3 };//用列表数据创建网格 Mesh 对象Mesh mesh = new Mesh();//设置顶点mesh.SetVertices(vertices);//设置顶点索引mesh.triangles = triangles;// 自动计算法线mesh.RecalculateNormals();// 自动计算物体的整体边界mesh.RecalculateBounds();// 将mesh对象赋值给网格过滤器，就完成了meshFilter.mesh = mesh;Debug.Log(string.Join(",", triangles));}
}

效果：