Unity3D實現模型隨機切割
本文實例為大傢分享瞭Unity3D實現模型隨機切割的具體代碼，供大傢參考，具體內容如下
模型切割的效果圖如下：
我們都知道，模型是由一個個小三角形面組成的，因此我們不妨將問題簡化，先實現個小目標，完成單個三角形的切割，甚至繼續細分成求一條線段與某個平面的交點。
三角形與切割平面的位置關系主要有以下三種：
1. 三角形與切割平面有兩個交點，一個交點在頂點上，一個交點在邊上。這時，原有的三角形將被分成兩個三角形，分別為013、042。
2. 三角形與切割平面有兩個交點，兩個交點都在邊上。這時，原有的三角形將被分成三個三角形，分別為：034、561、126。
3. 其它（無交點、三角形完全在切割平面上、一條邊在切割平面上）
那麼，我們如何求線段與平面的交點呢？
即已知平面ABC，線段P0P1，求交點P。
故：
N為平面ABC法向量，可得：N= AB X AC；
P在P0P1上，可得：P = P0 + t * L; L = P1 – P0;
又因P在平面ABC上，可得： N * PA = 0;
代入得：
=> N * （A – P0 + t * L） = 0;
=> N * (A – P0) + t * N * L = 0;
=> t = (P0 – A) * N / (N * L);
=> t = (P0 – A) * (AB X AC) / (N * (P1 – P0));
最終求得P坐標，因為P0P1是線段而非直線，所以我們需要再做個判斷，P是否在線段P0P1中間，用向量點乘可輕易實現。
具體代碼如下，其中abc為切割平面上的三個頂點（確保必定構成一個平面）：
public static GameObject[] Split(GameObject obj, Vector3 a, Vector3 b, Vector3 c)
{
if(obj == null)
{
return null;
}
MeshFilter filter = obj.GetComponent<MeshFilter>();
if(filter == null)
{
return null;
}
//切割面位置調整為相對於模型的本地坐標
a = a - obj.transform.position;
b = b - obj.transform.position;
c = c - obj.transform.position;
List<Vector3> vertices = new List<Vector3>(filter.mesh.vertices);
List<int> triangles = new List<int>(filter.mesh.triangles);
List<Vector2> uvs = new List<Vector2>(filter.mesh.uv);
for (int i = 0; i < filter.mesh.triangles.Length; i = i + 3)
{
//取三角形;
Vector3[] p = new Vector3[3];
for (int m = 0; m < 3; m++)
{
p[m] = filter.mesh.vertices[filter.mesh.triangles[i + m]];
}
//0 1 2
//1 2 0 ==> 切割每條邊，判斷是否有交點，如有交點，在交點處生成兩個新的頂點:L/R
//2 0 1
//凡是頂點與平面相交的，一律以新頂點替換
//判斷以交點為其中一個頂點的三角形在面的哪一面
//指定:交點到其它頂點形成的向量與平面法向量方向一致，則使用L，否則使用R
//無交點
//其中一個頂點在平面上
//其中的一條邊在平面上
//整個三角形都在平面上
List<Point> cross = new List<Point>();
for (int m = 0; m < 3; m++)
{
//求線段與面的交點-無交點返回null
Point tpoint = MathfUtils.LineCrossPlane(p[m], p[(m + 1) % 3], a, b, c);
//排除線段兩個端點與平面相交的情況;
if (MathfUtils.PointAtPlane(p[m], a, b, c) || MathfUtils.PointAtPlane(p[(m + 1) % 3], a, b, c))
{
cross.Add(null);
continue;
}
cross.Add(tpoint);
}
int tcount = cross.FindAll(t => t != null).Count;
if (tcount == 0)
{
//完全沒交點;
continue;
}
if(tcount == 1)
{
//隻與一條邊有交點;
//012 tidx = 0 交點x在 0-1上，則有三角形 02x 12x
//012 tidx = 1 交點x在 1-2上，則有三角形 01x 02x
//012 tidx = 2 交點x在 2-3上，則有三角形 01x 12x
int tidx = cross.FindIndex(t => t != null);
if(tidx < 0)
{
continue;
}
vertices.Add(cross[tidx].GetVector3());
vertices.Add(cross[tidx].GetVector3());
Vector2 tuv = (uvs[triangles[i + tidx]] + uvs[triangles[i + (tidx + 1) % 3]]) * 0.5f;
uvs.Add(tuv);
uvs.Add(tuv);
//計算法線，保證新三角形與原來的三角形法線保持一致;
Vector3 nor0 = Vector3.Cross((p[1] - p[0]).normalized, (p[2] - p[0]).normalized);
//改一個
triangles[i + 0] = filter.mesh.triangles[i + tidx];
triangles[i + 1] = filter.mesh.triangles[i + (tidx + 2) % 3];
triangles[i + 2] = vertices.Count - 2;
Vector3 nor1 = Vector3.Cross((vertices[triangles[i + 1]] - vertices[triangles[i + 0]]).normalized,
(vertices[triangles[i + 2]] - vertices[triangles[i + 0]]).normalized);
if(Vector3.Dot(nor0, nor1) < 0)
{
//使用法線方向判斷三角形頂點順序是否與原來一致
int tpidx = triangles[i + 1];
triangles[i + 1] = triangles[i + 2];
triangles[i + 2] = tpidx;
}
//新增一個
triangles.Add(filter.mesh.triangles[i + (tidx + 1) % 3]);
triangles.Add(filter.mesh.triangles[i + (tidx + 2) % 3]);
triangles.Add(vertices.Count - 1);
Vector3 nor2 = Vector3.Cross((vertices[triangles[triangles.Count - 2]] - vertices[triangles[triangles.Count - 3]]).normalized,
(vertices[triangles[triangles.Count - 1]] - vertices[triangles[triangles.Count - 3]]).normalized);
if (Vector3.Dot(nor0, nor2) < 0)
{
int tpidx = triangles[triangles.Count - 1];
triangles[triangles.Count - 1] = triangles[triangles.Count - 2];
triangles[triangles.Count - 2] = tpidx;
}
}
if(tcount == 2)
{
//與兩條邊有交點;
//012 tidx = 0 交點xy不在 0-1上，則有三角形 xy2 xy1 01y
//012 tidx = 1 交點xy不在 1-2上，則有三角形 xy0 xy2 12y
//012 tidx = 2 交點xy不在 2-3上，則有三角形 xy1 xy0 01y
// x-y-tidx+2 是獨立三角形，使用一組頂點
int tidx = cross.FindIndex(t => t == null);
if (tidx < 0)
{
continue;
}
//計算法線，保證新三角形與原來的三角形法線保持一致;
Vector3 nor0 = Vector3.Cross((p[1] - p[0]).normalized, (p[2] - p[0]).normalized);
//x
vertices.Add(cross[(tidx + 1) % 3].GetVector3());
vertices.Add(cross[(tidx + 1) % 3].GetVector3());
Vector2 tuvx = (uvs[triangles[i + (tidx + 1) % 3]] + uvs[triangles[i + (tidx + 2) % 3]]) * 0.5f;
uvs.Add(tuvx);
uvs.Add(tuvx);
//y
vertices.Add(cross[(tidx + 2) % 3].GetVector3());
vertices.Add(cross[(tidx + 2) % 3].GetVector3());
Vector2 tuvy = (uvs[triangles[i + tidx]] + uvs[triangles[i + (tidx + 2) % 3]]) * 0.5f;
uvs.Add(tuvy);
uvs.Add(tuvy);
//改一個
triangles[i + 0] = filter.mesh.triangles[i + (tidx + 2) % 3];
triangles[i + 1] = vertices.Count - 4;
triangles[i + 2] = vertices.Count - 2;
Vector3 nor1 = Vector3.Cross((vertices[triangles[i + 1]] - vertices[triangles[i + 0]]).normalized,
(vertices[triangles[i + 2]] - vertices[triangles[i + 0]]).normalized);
if (Vector3.Dot(nor0, nor1) < 0)
{
int tpidx = triangles[i + 1];
triangles[i + 1] = triangles[i + 2];
triangles[i + 2] = tpidx;
}
//新增一個
triangles.Add(filter.mesh.triangles[i + (tidx + 1) % 3]);
triangles.Add(vertices.Count - 3);
triangles.Add(vertices.Count - 1);
Vector3 nor2 = Vector3.Cross((vertices[triangles[triangles.Count - 2]] - vertices[triangles[triangles.Count - 3]]).normalized,
(vertices[triangles[triangles.Count - 1]] - vertices[triangles[triangles.Count - 3]]).normalized);
if (Vector3.Dot(nor0, nor2) < 0)
{
int tpidx = triangles[triangles.Count - 1];
triangles[triangles.Count - 1] = triangles[triangles.Count - 2];
triangles[triangles.Count - 2] = tpidx;
}
//新增一個
triangles.Add(filter.mesh.triangles[i + tidx % 3]);
triangles.Add(filter.mesh.triangles[i + (tidx + 1) % 3]);
triangles.Add(vertices.Count - 1);
Vector3 nor3 = Vector3.Cross((vertices[triangles[triangles.Count - 2]] - vertices[triangles[triangles.Count - 3]]).normalized,
(vertices[triangles[triangles.Count - 1]] - vertices[triangles[triangles.Count - 3]]).normalized);
if (Vector3.Dot(nor0, nor3) < 0)
{
int tpidx = triangles[triangles.Count - 1];
triangles[triangles.Count - 1] = triangles[triangles.Count - 2];
triangles[triangles.Count - 2] = tpidx;
}
}
}
//根據頂點索引數組確定mesh被分成瞭幾份
//經實驗：不可行;因為同一個位置的點在不同的面中是不同的點，無法判斷這兩個三角形是否是連接起來的
//故隻能按方向將模型分成兩個
List<List<int>> ntriangles = new List<List<int>>();
List<List<int>> temps = new List<List<int>>();
List<List<Vector3>> nvertices = new List<List<Vector3>>();
List<List<Vector2>> nuvs = new List<List<Vector2>>();
//切割面的法向量;
Vector3 pnormal = Vector3.Cross((c - a).normalized, (b - a).normalized);
ntriangles.Add(new List<int>());
ntriangles.Add(new List<int>());
temps.Add(new List<int>());
temps.Add(new List<int>());
nuvs.Add(new List<Vector2>());
nuvs.Add(new List<Vector2>());
nvertices.Add(new List<Vector3>());
nvertices.Add(new List<Vector3>());
for (int i = 0; i < triangles.Count; i = i + 3)
{
//判斷新的三角形在面的哪一側;
float t = 0;
for(int j = 0; j < 3; j++)
{
Vector3 dir = (vertices[triangles[i + j]] - a).normalized;
float tt = Vector3.Dot(dir, pnormal);
t = Mathf.Abs(tt) > Mathf.Abs(t) ? tt : t;
}
int tidx = t >= 0 ? 0 : 1;
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
int idx = temps[tidx].IndexOf(triangles[i + j]);
if (idx < 0)
{
ntriangles[tidx].Add(nvertices[tidx].Count);
nvertices[tidx].Add(vertices[triangles[i + j]]);
temps[tidx].Add(triangles[i + j]);
nuvs[tidx].Add(uvs[triangles[i + j]]);
continue;
}
ntriangles[tidx].Add(idx);
}
}
if(nvertices[0].Count == 0 || nvertices[1].Count == 0)
{
//沒有切割到物體
return null;
}
//生成新的模型;
List<GameObject> items = new List<GameObject>();
MeshRenderer render = obj.GetComponent<MeshRenderer>();
for (int i = 0; i < ntriangles.Count; i++)
{
GameObject tobj = new GameObject(i.ToString());
tobj.transform.position = obj.transform.position;
items.Add(tobj);
MeshFilter fi = tobj.AddComponent<MeshFilter>();
MeshRenderer mr = tobj.AddComponent<MeshRenderer>();
if(render != null)
{
mr.material = render.material;
}
Mesh mesh = new Mesh();
mesh.vertices = nvertices[i].ToArray();
mesh.triangles = ntriangles[i].ToArray();
mesh.uv = nuvs[i].ToArray();
mesh.RecalculateNormals();
mesh.RecalculateTangents();
mesh.RecalculateBounds();
fi.mesh = mesh;
}
return items.ToArray();
}
以上就是本文的全部內容，希望對大傢的學習有所幫助，也希望大傢多多支持WalkonNet。
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