Unity3D自定義創(chuàng)建圓錐體

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C#教程|點擊：次

前言

這幾天琢磨著開發(fā)個個人作品的時候，發(fā)現(xiàn)原來Unity3D官方?jīng)]有提供圓錐體的創(chuàng)建功能，就自己做了個編輯器擴展。鑒于之前搜索Mesh編程的時候很少有博客把自己的算法講清楚，這里我拋磚引玉，盡我所能為一些初學者提供參考，當然，算法未必優(yōu)，如有更好的算法并樂意知會我則不勝感激，我是大齡轉(zhuǎn)行Unity3D開發(fā)，一路行來都是自己琢磨，比較辛苦，先行謝過。

軟件環(huán)境

Win10 + Unity3D 2017.3.0f3

正文

基本思路是以原點為圓錐體底部圓的中心點，以其正上方1單元處的點為圓錐體錐尖頂點，其他點參照Cylinder為分布在半徑為0.5單元的圓上，每20度一個點，這樣總共加起來的頂點數(shù)量是38個，三角形索引數(shù)組數(shù)量是108個（錐體可以看作底部圓心上移，所以這兩部分的三角形數(shù)量是相等的，而底部每20度一個點，那么就有18個三角形，所以結(jié)果就是18∗3∗2=10818∗3∗2=108）。

下面開始逐步分解實現(xiàn)。

編輯器擴展

首先，擴展編輯器，在GameObject/3D Object下新建一個Cone菜單，為了假裝是親生的，就和Cube等原生菜單放在一起好了。

[MenuItem("GameObject/3D Object/Cone",false,priority = 7)]
public static void CreateCone()
{
 SpawnConeInHierarchy();
}

這里主要就是利用MenuItem特性來實現(xiàn)的，其中false表示該菜單不需要有效性驗證，priority=7控制菜單顯示的位置，可以參考這里： Unity擴展Hierachry的右鍵菜單

方便起見，我把圖貼下面：

接下來實現(xiàn)SpawnConeInHierarchy方法：

private static void SpawnConeInHierarchy()
 {
 Transform[] selections = Selection.GetTransforms(SelectionMode.TopLevel | SelectionMode.ExcludePrefab);

 if (selections.Length <= 0)
 {
  GameObject cone = new GameObject("Cone");
  cone.transform.position = Vector3.zero;
  cone.transform.rotation = Quaternion.identity;
  cone.transform.localScale = Vector3.one;
  //SetMesh(cone);
  return;
 }

 foreach (Transform selection in selections)
 {
  GameObject cone = new GameObject("Cone");
  cone.transform.SetParent(selection);
  cone.transform.localPosition = Vector3.zero;
  cone.transform.localRotation = Quaternion.identity;
  cone.transform.localScale = Vector3.one;
  //SetMesh(cone);
 }
 }

這里分兩種情況，如果沒有在Hierarchy面板選中任何物體，那么就在根目錄下生成一個名字為”Cone”的GameObject，如果有選中物體，則生成的”Cone”會變?yōu)檫x中項的子物體。

PS:這里有個Bug，如果同時選中了多個物體，又是采用的Hierarchy面板右鍵菜單的方式，那么會在每個選中物體下都生成與選中物體數(shù)量相同的子物體，見下圖。這個Bug應該不僅限于版本2017.3，因為我在網(wǎng)上有搜到一個同情況的帖子，時間是2016年8月。

目前這個Bug我已經(jīng)提交給官方確認了，他們已轉(zhuǎn)交給QA，不過不影響使用，避免辦法就是不用右鍵菜單，而是點擊菜單欄”GameObject”下的菜單。

到此為止，我們已經(jīng)擴展了編輯器菜單，但是生成出來的是空物體，接下來我們實現(xiàn)SetMesh方法以創(chuàng)建Mesh，讓圓錐體顯示出來。

創(chuàng)建Mesh

分兩部，首先繪出底部的圓。

繪制圓形底部

圓心已經(jīng)確定為原點，半徑為0.5f，圓上分布共20個點，那么每個點的坐標就可以用三角函數(shù)算出。

private static void SetMesh(GameObject go)
 {
 if (null == go)
  return;
 //仿Cylinder參數(shù)
 float myRadius = 0.5f;
 int myAngleStep = 20;
 Vector3 myTopCenter = new Vector3(0, 1, 0);
 Vector3 myBottomCenter = Vector3.zero;
 //構(gòu)建頂點數(shù)組和UV數(shù)組
 //每20度一個頂點，再加上圓心，得出頂點數(shù)組長度
 Vector3[] myVertices = new Vector3[360 / myAngleStep + 1];
 //因為uv數(shù)組和頂點數(shù)組是一一對應的，所以這里同時計算uv數(shù)組
 Vector2[] myUV = new Vector2[myVertices.Length];
 //將圓心作為第一個頂點，對應的uv設置為貼圖正中
 myVertices[0] = myBottomCenter;
 myUV[0] = new Vector2(0.5f, 0.5f);
 //循環(huán)計算其他頂點坐標
 for (int i = 1; i <= myVertices.Length / 2; i++)
 {
  float curAngle = i * myAngleStep * Mathf.Deg2Rad;
  float curX = myRadius * Mathf.Cos(curAngle);
  float curZ = myRadius * Mathf.Sin(curAngle);
  myVertices[i] = new Vector3(curX, 0, curZ);
  //頂點坐標范圍是[-0.5,0.5]，而uv坐標范圍是[0,1],所以要進行轉(zhuǎn)換
  myUV[i] = new Vector2(curX + 0.5f, curZ + 0.5f);
 }

接下來，構(gòu)建三角形索引數(shù)組，19個頂點，共18個三角形，所以數(shù)組長度是18 * 3 = 54。

int[] myTriangle = new int[(myVertices.Length - 1) * 3]; 
 //每三個索引（即頂點數(shù)組中的頂點索引值）為一個三角形索引組
 for (int i = 0; i <= myTriangle.Length - 3; i = i+3)
 {
  //每組都以圓心起始
  myTriangle[i] = 0;
  //為能從圓錐底部看見物體，這里按逆時針順序排列，也就是(0 1 2 0 2 3...)
  myTriangle[i + 1] = i / 3 + 1;
  //最后一個三角形時終點索引應為1
  myTriangle[i + 2] = i + 2 == myTriangle.Length / 2 - 1 ? 1 : i / 3 + 2;
  }
 }

最后，分配mesh，賦值材質(zhì)后就可以看到一個圓形物體了。

//構(gòu)建mesh
 Mesh myMesh = new Mesh();
 myMesh.name = "Cone";
 myMesh.vertices = myVertices;
 myMesh.triangles = myTriangle;
 myMesh.uv = myUV;
 myMesh.RecalculateBounds();
 myMesh.RecalculateNormals();
 myMesh.RecalculateTangents();
 //分配mesh
 MeshFilter mf = go.AddComponent<MeshFilter>();
 mf.mesh = myMesh;
 //分配材質(zhì)
 MeshRenderer mr = go.AddComponent<MeshRenderer>();
 Material myMat = new Material(Shader.Find("Standard"));
 mr.sharedMaterial = myMat;

因為底部沒光照，所以看起來是黑的，另外，上面的代碼是我從最終代碼中手動修改得到的，可能有錯誤，只是用于理解思路，完整代碼會在最后給出。

完善錐體

底部圓既然已經(jīng)繪制成功，錐體可以理解為將圓心上移即可，在頂點數(shù)量上，三角形索引數(shù)組上都相當于double了一份即可。

這里有個情況說明一下，我本來是想共用圓上頂點的，這樣整個錐體的頂點數(shù)就是20，但經(jīng)過測試是不可以的，我參考了Cube，頂點數(shù)是24，說明不同面的頂點是不能共用的，可能是因為法線方向等因素吧。
修改后的完整代碼如下:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEditor;
using System;

public class ConeCreatorEditor
{

 [MenuItem("GameObject/3D Object/Cone",false,priority = 7)]
 public static void CreateCone()
 {
 SpawnConeInHierarchy();
 }


 private static void SetMesh(GameObject go)
 {
 if (null == go)
  return;
 //仿Cylinder參數(shù)
 float myRadius = 0.5f;
 int myAngleStep = 20;
 Vector3 myTopCenter = new Vector3(0, 1, 0);
 Vector3 myBottomCenter = Vector3.zero;
 //構(gòu)建頂點數(shù)組和UV數(shù)組
 Vector3[] myVertices = new Vector3[360 / myAngleStep * 2 + 2];
 //
 Vector2[] myUV = new Vector2[myVertices.Length];
 //這里我把錐尖頂點放在了頂點數(shù)組最后一個
 myVertices[0] = myBottomCenter;
 myVertices[myVertices.Length - 1] = myTopCenter;
 myUV[0] = new Vector2(0.5f, 0.5f);
 myUV[myVertices.Length - 1] = new Vector2(0.5f,0.5f);
 //因為圓上頂點坐標相同，只是索引不同，所以這里循環(huán)一般長度即可
 for (int i = 1; i <= (myVertices.Length -2) / 2; i++)
 {
  float curAngle = i * myAngleStep * Mathf.Deg2Rad;
  float curX = myRadius * Mathf.Cos(curAngle);
  float curZ = myRadius * Mathf.Sin(curAngle);
  myVertices[i] = myVertices[i + (myVertices.Length - 2) / 2] = new Vector3(curX, 0, curZ);
  myUV[i] = myUV[i + (myVertices.Length - 2) / 2] = new Vector2(curX + 0.5f, curZ + 0.5f);

 }
 //構(gòu)建三角形數(shù)組
 int[] myTriangle = new int[(myVertices.Length - 2) * 3]; 
 for (int i = 0; i <= myTriangle.Length - 3; i = i+3)
 {
  if (i + 2 < myTriangle.Length / 2)
  {
  myTriangle[i] = 0;
  myTriangle[i + 1] = i / 3 + 1;
  myTriangle[i + 2] = i + 2 == myTriangle.Length / 2 - 1 ? 1 : i / 3 + 2;
  }
  else
  {
  //繪制錐體部分，索引組起始點都為錐尖
  myTriangle[i] = myVertices.Length - 1;
  //錐體最后一個三角形的中間頂點索引值為19
  myTriangle[i + 1] = i == myTriangle.Length - 3 ? 19 : i / 3 + 2;
  myTriangle[i + 2] = i / 3 + 1;
  }
 }

 //構(gòu)建mesh
 Mesh myMesh = new Mesh();
 myMesh.name = "Cone";
 myMesh.vertices = myVertices;
 myMesh.triangles = myTriangle;
 myMesh.uv = myUV;
 myMesh.RecalculateBounds();
 myMesh.RecalculateNormals();
 myMesh.RecalculateTangents();
 //分配mesh
 MeshFilter mf = go.AddComponent<MeshFilter>();
 mf.mesh = myMesh;
 //分配材質(zhì)
 MeshRenderer mr = go.AddComponent<MeshRenderer>();
 Material myMat = new Material(Shader.Find("Standard"));
 mr.sharedMaterial = myMat;
 }

 private static void SpawnConeInHierarchy()
 {
 Transform[] selections = Selection.GetTransforms(SelectionMode.TopLevel | SelectionMode.ExcludePrefab);

 if (selections.Length <= 0)
 {
  GameObject cone = new GameObject("Cone");
  cone.transform.position = Vector3.zero;
  cone.transform.rotation = Quaternion.identity;
  cone.transform.localScale = Vector3.one;
  //設置創(chuàng)建操作可撤銷
  Undo.RegisterCreatedObjectUndo(cone, "Undo Creating Cone");
  SetMesh(cone);
  return;
 }

 foreach (Transform selection in selections)
 {
  GameObject cone = new GameObject("Cone");
  cone.transform.SetParent(selection);
  cone.transform.localPosition = Vector3.zero;
  cone.transform.localRotation = Quaternion.identity;
  cone.transform.localScale = Vector3.one;
  //設置創(chuàng)建操作可撤銷
  Undo.RegisterCreatedObjectUndo(cone, "Undo Creating Cone");
  SetMesh(cone);
 }
 }
}

PS：這里的uv設置比較簡單，所以對貼圖也特定要求，不然圖片會比較扭曲，需要的朋友可以自行修改。

結(jié)果

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持我們。

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