unity 3d换装之 SkinMeshRenderer

http://www.cnblogs.com/shamoyuu/p/6505561.html

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一、换装原理 　　游戏角色换装分为以下几步： 　　　　1.替换蒙皮网格 　　　　2.刷新骨骼 　　　　3.替换材质 　　上面这种是比较简单的换装，可以实现，但是一般我们为了降低游戏的Draw Call会合并模型的网格，这就需要我们重新计算UV，还要合并贴图和材质。这种复杂的实现分为以下几步： 　　　　1.替换蒙皮网格（或者直接替换模型换装部位的GameObject，因为合并的时候会合并所有的蒙皮网格，而不会关心它是否属于原来角色身体的一部分，而且如果需要替换的部位有多个配件拥有独立的网格和贴图，那这种方式都可以正常执行。我下面的代码就是直接替换了换装部位的GameObject） 　　　　2.合并所有蒙皮网格 　　　　3.刷新骨骼 　　　　4.附加材质（我下面是获取第一个材质作为默认材质） 　　　　5.合并贴图（贴图的宽高最好是2的N次方的值） 　　　　6.重新计算UV

二、换装实现

1. using UnityEngine;

2. using System.Collections.Generic;

5. public class CharacterCombine : MonoBehaviour

6. {

7. // 目标物体（角色根物体）

8. public GameObject target;

10. // 需要替换的部位（这里以body做示例）

11. public GameObject targetBody;

13. // 用来替换上面部位的物体（这是一个独立的fbx文件，它里面可以包含多个子物体和贴图，但是必须有骨骼及蒙皮）

14. public GameObject bodyTest;

17. void Start()

18. {

19. //CombineTest();

20. }

23. public void CombineTest()

24. {

25. Debug.Log("模型合并开始");

27. // 为角色增加换装物体

28. GameObject go = Instantiate(bodyTest);

29. go.transform.parent = target.transform;

31. // 禁用角色原来的body，这样就不会计算它的网格

32. targetBody.SetActive(false);

34. // 合并蒙皮网格和贴图，刷新骨骼

35. Combine(target.transform);

37. Destroy(go);

38. }

41. ///

42. /// 合并蒙皮网格，刷新骨骼

43. /// 注意：合并后的网格会使用同一个Material

44. ///

45. /// 角色根物体

46. public void Combine(Transform root)

47. {

48. float startTime = Time.realtimeSinceStartup;

50. List combineInstances = new List();

51. Material material = null;

52. List boneList = new List();

53. Transform[] transforms = root.GetComponentsInChildren();

54. List textures = new List();

56. int width = 0;

57. int height = 0;

59. int uvCount = 0;

61. List uvList = new List();

63. // 遍历所有蒙皮网格渲染器，以计算出所有需要合并的网格、UV、骨骼的信息

64. foreach (SkinnedMeshRenderer smr in root.GetComponentsInChildren())

65. {

66. if (material == null)

67. {

68. material = Instantiate(smr.sharedMaterial);

69. }

71. for (int sub = 0; sub < smr.sharedMesh.subMeshCount; sub++)

72. {

73. CombineInstance ci = new CombineInstance();

74. ci.mesh = smr.sharedMesh;

75. ci.subMeshIndex = sub;

76. combineInstances.Add(ci);

77. }

79. uvList.Add(smr.sharedMesh.uv);

80. uvCount += smr.sharedMesh.uv.Length;

82. if (smr.material.mainTexture != null)

83. {

84. textures.Add(smr.GetComponent().material.mainTexture as Texture2D);

85. width += smr.GetComponent().material.mainTexture.width;

86. height += smr.GetComponent().material.mainTexture.height;

87. }

89. foreach (Transform bone in smr.bones)

90. {

91. foreach (Transform item in transforms)

92. {

93. if (item.name != bone.name) continue;

94. boneList.Add(item);

95. break;

96. }

97. }

99. smr.gameObject.SetActive(false);

100. }

102. // 获取并配置角色所有的SkinnedMeshRenderer

103. SkinnedMeshRenderer tempRenderer = root.gameObject.GetComponent();

104. if (!tempRenderer)

105. {

106. tempRenderer = root.gameObject.AddComponent();

107. }

109. tempRenderer.sharedMesh = new Mesh();

111. // 合并网格，刷新骨骼，附加材质

112. tempRenderer.sharedMesh.CombineMeshes(combineInstances.ToArray(), true, false);

113. tempRenderer.bones = boneList.ToArray();

114. tempRenderer.material = material;

116. Texture2D skinnedMeshAtlas = new Texture2D(get2Pow(width), get2Pow(height));

117. Rect[] packingResult = skinnedMeshAtlas.PackTextures(textures.ToArray(), 0);

118. Vector2[] atlasUVs = new Vector2[uvCount];

120. // 因为将贴图都整合到了一张图片上，所以需要重新计算UV

121. int j = 0;

122. for (int i = 0; i < uvList.Count; i++)

123. {

124. foreach (Vector2 uv in uvList[i])

125. {

126. atlasUVs[j].x = Mathf.Lerp(packingResult[i].xMin, packingResult[i].xMax, uv.x);

127. atlasUVs[j].y = Mathf.Lerp(packingResult[i].yMin, packingResult[i].yMax, uv.y);

128. j++;

129. }

130. }

132. // 设置贴图和UV

133. tempRenderer.material.mainTexture = skinnedMeshAtlas;

134. tempRenderer.sharedMesh.uv = atlasUVs;

136. Debug.Log("合并耗时 : " + (Time.realtimeSinceStartup - startTime) * 1000 + " ms");

137. }

140. ///

141. /// 获取最接近输入值的2的N次方的数，最大不会超过1024，例如输入320会得到512

142. ///

143. public int get2Pow(int into)

144. {

145. int outo = 1;

146. for (int i = 0; i < 10; i++)

147. {

148. outo *= 2;

149. if (outo > into)

150. {

151. break;

152. }

153. }

155. return outo;

156. }

157. }

交叉参考：

https://blog.csdn.net/qq_33747722/article/details/71844275 （源码下载）

https://blog.csdn.net/xiaoge132/article/details/76269841

https://blog.csdn.net/qq_37601496/article/details/78614129

https://blog.csdn.net/lyh916/article/details/44815167

----------------------------------------------下边这篇写的比较好-------------------------------------------------------

https://blog.uwa4d.com/archives/avartar.html（源码下载）

Avatar换装是MMO游戏不可缺少的一部分，一个人物模型通常可拆分为头、身体、手臂、腿、武器等部分，如何将这些部分组合到一起呢？本文将阐述如何将在Unity中实现人物模型的换装功能。

这是侑虎科技第65篇原创文章，感谢作者邹春毅（QQ：442319386）供稿。欢迎转发分享，未经作者授权请勿转载。同时如果您有任何独到的见解或者发现也欢迎联系我们，一起探讨。（QQ群465082844）

作者Github：zouchunyi (Chunyi Zou) · GitHub

资源准备

1.每一套装备模型必须使用同一套骨骼，并单独将骨骼数据保存成一个Prefab。红色部分为武器挂节点（也可以把武器做成一个SkinnedMesh，不采用挂接点的形式），骨骼数据在Unity中的展示形式就是Transform。

2.将模型拆分成多个部分，将每一个部分单独保存成Prefab，武器也单独保存为一个Prefab。  

每一个Prefab都含有自身的SkinnedMeshRenderer。

实现过程

1.创建骨骼GameObject，所有装备的蒙皮数据会最终合成到这个Prefab中。

2.创建装备GameObject，用于搜集其中蒙皮数据以生成新的SkinnedMeshRenderer到骨骼Prefab中。

3.public void CombineObject(GameObject skeleton, SkinnedMeshRenderer[] meshes, bool combine = false)传入骨骼的GameObject和蒙皮数据。

4.搜集装备蒙皮数据中的有效信息。

1. // Collect information from meshes

2. for (int i = 0; i < meshes.Length; i ++)

3. {

4. SkinnedMeshRenderer smr = meshes[i];

5. materials.AddRange(smr.materials); // Collect materials

6. // Collect meshes

7. for (int sub = 0; sub < smr.sharedMesh.subMeshCount; sub++)

8. {

9. CombineInstance ci = new CombineInstance();

10. ci.mesh = smr.sharedMesh;

11. ci.subMeshIndex = sub;

12. combineInstances.Add(ci);

13. }

14. // Collect bones

15. for (int j = 0 ; j < smr.bones.Length; j ++)

16. {

17. int tBase = 0;

18. for (tBase = 0; tBase < transforms.Count; tBase ++)

19. {

20. if (smr.bones[j].name.Equals(transforms[tBase].name))

21. {

22. bones.Add(transforms[tBase]);

23. break;

24. }

25. }

26. }

27. }

5.为骨骼GameObject生成新的SkinnedMeshRenderer。

1. // Create a new SkinnedMeshRenderer

2. SkinnedMeshRenderer oldSKinned = skeleton.GetComponent ();

3. if (oldSKinned != null) {

4. GameObject.DestroyImmediate (oldSKinned);

5. }

6. SkinnedMeshRenderer r = skeleton.AddComponent();

7. r.sharedMesh = new Mesh();

8. r.sharedMesh.CombineMeshes(combineInstances.ToArray(), false, false);// Combine meshes

9. r.bones = bones.ToArray();// Use new bones

6.挂接武器。

1. Transform[] transforms = Instance.GetComponentsInChildren();

2. foreach (Transform joint in transforms) {

3. if (joint.name == "weapon_hand_r")

4. {// find the joint (need the support of art designer)

5. WeaponInstance.transform.parent = joint.gameObject.transform;

6. break;

7. }

8. }

其中WeaponInstance为武器实例GameObject，Instance为骨骼实例GameObject。

合成后的效果

如何优化

合成之后的模型拥有4个独立材质，加上独立的对象武器，也就是会产生5个Draw Call；如果将在骨骼中的这4个材质合并成一个，那么就能将Draw Call减少到2个。

其中实现过程如下： 优化CombineObject方法，其中Combine为bool类型，用于标识是否合并材质。

1. // merge materials

2. if (combine)

3. {

4. newMaterial = new Material (Shader.Find ("Mobile/Diffuse"));

5. oldUV = new List();

6. // merge the texture

7. List Textures = new List();

8. for (int i = 0; i < materials.Count; i++)

9. {

10. Textures.Add(materials[i].GetTexture(COMBINE_DIFFUSE_TEXTURE) as Texture2D);

11. }

13. newDiffuseTex = new Texture2D(COMBINE_TEXTURE_MAX, COMBINE_TEXTURE_MAX, TextureFormat.RGBA32, true);

14. Rect[] uvs = newDiffuseTex.PackTextures(Textures.ToArray(), 0);

15. newMaterial.mainTexture = newDiffuseTex;

17. // reset uv

18. Vector2[] uva, uvb;

19. for (int j = 0; j < combineInstances.Count; j++)

20. {

21. uva = (Vector2[])(combineInstances[j].mesh.uv);

22. uvb = new Vector2[uva.Length];

23. for (int k = 0; k < uva.Length; k++)

24. {

25. uvb[k] = new Vector2((uva[k].x * uvs[j].width) + uvs[j].x, (uva[k].y * uvs[j].height) + uvs[j].y);

26. }

27. oldUV.Add(combineInstances[j].mesh.uv);

28. combineInstances[j].mesh.uv = uvb;

29. }

30. }

生成新的SkinnedMeshRenderer时略有区别：

最终效果如下：

可以看出，新的SkinnedMeshRenderer只有一个材质，Draw Call自然也就降低了。

示例工程

本人已将此示例工程分享到了GitHub中：GitHub - zouchunyi/UnityAvater

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感兴趣的朋友可以下载。工程中代码大家可以直接使用，但是美术资源不得用于任何商业用途。