Unity3D 水面Mesh生成详解

在Unity3D中，创建逼真的水面效果是许多游戏和仿真项目中的重要部分。水面的动态效果通常通过Mesh（网格）的顶点动画来实现。本文将详细介绍如何在Unity3D中生成动态的水面Mesh，并给出具体的代码实现。.

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技术详解

Mesh 组件及其构成

Mesh（网格）是3D图形中常用的表示方法，由顶点（Vertex）、法线（Normal）、UV坐标（UV Coords）和三角形（Triangle）等构成。顶点表示物体表面上的点，法线表示顶点的方向，UV坐标用于纹理映射，而三角形则定义了物体表面的面。

在Unity中，Mesh类提供了创建和修改网格的方法，而MeshFilter和MeshRenderer组件则用于显示网格。MeshFilter负责存储网格数据，MeshRenderer负责渲染网格并应用材质。

顶点动画

为了创建动态的水面效果，我们需要修改Mesh的顶点位置，使其随时间变化。这通常通过正弦波等函数来实现，以模拟水面的波动。

网格生成步骤

创建Mesh对象：首先，需要在Unity中创建一个Mesh对象，并设置其顶点和三角形。
添加顶点动画：通过修改顶点的y坐标来添加动画效果，通常使用正弦函数来计算每个顶点的偏移量。
重新计算法线：每次修改顶点后，需要重新计算Mesh的法线，以确保光照和阴影效果正确。
添加MeshFilter和MeshRenderer：将Mesh对象与MeshFilter和MeshRenderer组件关联，以便在场景中显示网格。

代码实现

下面是一个简单的Unity C#脚本示例，用于生成并动画化一个平面Mesh以模拟水面效果。

csharp复制代码

|---|-------------------------------------------------------------------|
| | using UnityEngine; |
| | |
| | public class WaterSurface : MonoBehaviour |
| | { |
| | private Mesh mesh; |
| | private Vector3[] vertices; |
| | private float scale = 10.0f; |
| | private float speed = 1.0f; |
| | |
| | void Start() |
| | { |
| | // 初始化Mesh |
| | mesh = new Mesh(); |
| | GetComponent<MeshFilter>().mesh = mesh; |
| | |
| | // 创建一个平面网格 |
| | int width = 50; |
| | int height = 50; |
| | vertices = new Vector3[width * height]; |
| | for (int z = 0; z < height; z++) |
| | { |
| | for (int x = 0; x < width; x++) |
| | { |
| | float xPos = x - width / 2.0f; |
| | float zPos = z - height / 2.0f; |
| | vertices[x + z * width] = new Vector3(xPos, 0, zPos); |
| | } |
| | } |
| | |
| | // 设置Mesh的顶点和三角形 |
| | mesh.vertices = vertices; |
| | mesh.RecalculateNormals(); |
| | |
| | // 简化处理，这里仅生成矩形网格的三角形索引 |
| | int[] triangles = new int[(width - 1) * (height - 1) * 6]; |
| | int triIndex = 0; |
| | for (int z = 0; z < height - 1; z++) |
| | { |
| | for (int x = 0; x < width - 1; x++) |
| | { |
| | triangles[triIndex++] = x + z * width; |
| | triangles[triIndex++] = x + 1 + z * width; |
| | triangles[triIndex++] = x + 1 + (z + 1) * width; |
| | |
| | triangles[triIndex++] = x + z * width; |
| | triangles[triIndex++] = x + 1 + (z + 1) * width; |
| | triangles[triIndex++] = x + (z + 1) * width; |
| | } |
| | } |
| | mesh.triangles = triangles; |
| | } |
| | |
| | void Update() |
| | { |
| | // 更新顶点位置以模拟水面波动 |
| | for (int i = 0; i < vertices.Length; i++) |
| | { |
| | float x = vertices[i].x; |
| | float z = vertices[i].z; |
| | vertices[i].y = Mathf.Sin(Time.time * speed + x + z) * scale; |
| | } |
| | |
| | // 应用更新后的顶点 |
| | mesh.vertices = vertices; |
| | mesh.RecalculateNormals(); |
| | } |
| | } |