Unity网格合并_材质合并

Posted 2020-11-20 nafio

https://blog.csdn.net/dardgen2015/article/details/51517860

 

很多时候我们需要把具有相同shader的材质球合并，从而减少drawcall的产生。  

比如九龙战里面，一个人物带有10个部位，10个部位各自来自不同的fbx文件，加上身体，就有11个材质球，占上11个drawcall。如果主城里面跑着10个角色，光人物就占了110个drawcall！所以这种时候材质球合并是必须的。

（下图为九龙战里面的多部位换装效果）

材质球合并，分以下几步走，首先我们讨论普通的MeshRenderer的材质球合并，然后再讨论SkinnedMeshRenderer的材质球合并。

普通的MeshRenderer的材质球合并：

1.合并所有材质球所携带的贴图，新建一个材质球，并把合并好的贴图赋予新的材质球。

2.记录下每个被合并的贴图所处于新贴图的Rect，用一个Rect[]数组存下来。

3.合并网格，并把需要合并的各个网格的uv，根据第2步得到的Rect[]刷一遍。

4.把新的材质球赋予合并好的网格，此时就只占有1个drawcall了。

下面是关键代码：

 

[csharp] view plain copy

 

1. void CombineMesh()  
2.     {  
3.           
4.         MeshFilter[] mfChildren = GetComponentsInChildren<MeshFilter>();  
5.         CombineInstance[] combine = new CombineInstance[mfChildren.Length];  
6.   
7.   
8.         MeshRenderer[] mrChildren = GetComponentsInChildren<MeshRenderer>();  
9.         Material[] materials = new Material[mrChildren.Length];  
10.   
11.   
12.         MeshRenderer mrSelf = gameObject.AddComponent<MeshRenderer>();  
13.         MeshFilter mfSelf = gameObject.AddComponent<MeshFilter>();  
14.   
15.   
16.         Texture2D[] textures = new Texture2D[mrChildren.Length];  
17.         for (int i = 0; i < mrChildren.Length; i++)  
18.         {  
19.             if (mrChildren[i].transform == transform)  
20.             {  
21.                 continue;  
22.             }  
23.             materials[i] = mrChildren[i].sharedMaterial;  
24.             Texture2D tx = materials[i].GetTexture("_MainTex") as Texture2D;  
25.   
26.   
27.             Texture2D tx2D = new Texture2D(tx.width, tx.height, TextureFormat.ARGB32, false);  
28.             tx2D.SetPixels(tx.GetPixels(0, 0, tx.width, tx.height));  
29.             tx2D.Apply();  
30.             textures[i] = tx2D;  
31.         }  
32.   
33.   
34.         Material materialNew = new Material(materials[0].shader);  
35.         materialNew.CopyPropertiesFromMaterial(materials[0]);  
36.         mrSelf.sharedMaterial = materialNew;  
37.   
38.   
39.         Texture2D texture = new Texture2D(1024, 1024);  
40.         materialNew.SetTexture("_MainTex", texture);  
41.         Rect[] rects = texture.PackTextures(textures, 10, 1024);  
42.   
43.   
44.         for (int i = 0; i < mfChildren.Length; i++)  
45.         {  
46.             if (mfChildren[i].transform == transform)  
47.             {  
48.                 continue;  
49.             }  
50.             Rect rect = rects[i];  
51.   
52.   
53.             Mesh meshCombine = mfChildren[i].mesh;  
54.             Vector2[] uvs = new Vector2[meshCombine.uv.Length];  
55.             //把网格的uv根据贴图的rect刷一遍  
56.             for (int j = 0; j < uvs.Length; j++)  
57.             {  
58.                 uvs[j].x = rect.x + meshCombine.uv[j].x * rect.width;  
59.                 uvs[j].y = rect.y + meshCombine.uv[j].y * rect.height;  
60.             }  
61.             meshCombine.uv = uvs;  
62.             combine[i].mesh = meshCombine;  
63.             combine[i].transform = mfChildren[i].transform.localToWorldMatrix;  
64.             mfChildren[i].gameObject.SetActive(false);  
65.         }  
66.   
67.   
68.         Mesh newMesh = new Mesh();  
69.         newMesh.CombineMeshes(combine, true,true);//合并网格  
70.         mfSelf.mesh = newMesh;  
71.     }  

 

 

合并前的drawcall：

 

合并后的drawcall：

合并好的网格：

合并好的贴图：

下面我们将讨论SkinnedMeshRenderer的合并。

SkinnedMeshRenderer比MeshRenderer稍微麻烦一点，因为SkinnedMeshRenderer要处理bones。

以下是步骤：

 

1.合并所有材质球所携带的贴图，新建一个材质球，并把合并好的贴图赋予新的材质球。

2.记录下每个被合并的贴图所处于新贴图的Rect，用一个Rect[]数组存下来。

3.记录下需要合并的SkinnedMeshRenderer的bones。

4.合并网格，并把需要合并的各个网格的uv，根据第2步得到的Rect[]刷一遍。

5.把合并好的网格赋予新的SkinnedMeshRenderer，并把第3步记录下的bones赋予新的SkinnedMeshRenderer。

6.把新的材质球赋予合并好的网格，此时就只占有1个drawcall了。

 

上面红色部分的步骤就是与MeshRenderer不同之处。

下面是关键代码：

 

[csharp] view plain copy

 

1. void CombineMesh()  
2.     {  
3.         SkinnedMeshRenderer[] smrs = GetComponentsInChildren<SkinnedMeshRenderer>();  
4.         CombineInstance[] combine = new CombineInstance[smrs.Length];  
5.         Material[] materials = new Material[smrs.Length];  
6.         Texture2D[] textures = new Texture2D[smrs.Length];  
7.   
8.         SkinnedMeshRenderer smrCombine = combineMesh.gameObject.AddComponent<SkinnedMeshRenderer>();  
9.         smrCombine.shadowCastingMode = UnityEngine.Rendering.ShadowCastingMode.Off;  
10.         smrCombine.receiveShadows = false;  
11.   
12.         for (int i = 0; i < smrs.Length; i++)  
13.         {  
14.             materials[i] = smrs[i].sharedMaterial;  
15.             Texture2D tx = materials[i].GetTexture("_MainTex") as Texture2D;  
16.   
17.             Texture2D tx2D = new Texture2D(tx.width, tx.height, TextureFormat.ARGB32, false);  
18.             tx2D.SetPixels(tx.GetPixels(0, 0, tx.width, tx.height));  
19.             tx2D.Apply();  
20.             textures[i] = tx2D;  
21.         }  
22.   
23.         Material materialNew = new Material(materials[0].shader);  
24.         materialNew.CopyPropertiesFromMaterial(materials[0]);  
25.           
26.         Texture2D texture = new Texture2D(1024, 1024);  
27.         Rect[] rects = texture.PackTextures(textures, 10, 1024);  
28.         materialNew.SetTexture("_MainTex", texture);  
29.   
30.         List<Transform> boneTmp = new List<Transform>();  
31.   
32.         for (int i = 0; i < smrs.Length; i++)  
33.         {  
34.             if (smrs[i].transform == transform)  
35.             {  
36.                 continue;  
37.             }  
38.             Rect rect = rects[i];  
39.   
40.             Mesh meshCombine = CreatMeshWithMesh(smrs[i].sharedMesh);  
41.             Vector2[] uvs = new Vector2[meshCombine.uv.Length];  
42.   
43.             for (int j = 0; j < uvs.Length; j++)  
44.             {  
45.                 uvs[j].x = rect.x + meshCombine.uv[j].x * rect.width;  
46.                 uvs[j].y = rect.y + meshCombine.uv[j].y * rect.height;  
47.             }  
48.   
49.             boneTmp.AddRange(smrs[i].bones);  
50.   
51.             meshCombine.uv = uvs;  
52.             combine[i].mesh = meshCombine;  
53.             combine[i].transform = smrs[i].transform.localToWorldMatrix;  
54.             GameObject.Destroy(smrs[i].gameObject);  
55.         }  
56.   
57.         Mesh newMesh = new Mesh();  
58.         newMesh.CombineMeshes(combine, true, true);  
59.   
60.         smrCombine.bones = boneTmp.ToArray();  
61.         smrCombine.rootBone = rootBone;  
62.         smrCombine.sharedMesh = newMesh;  
63.         smrCombine.sharedMaterial = materialNew;  
64.     }  
65.     Mesh CreatMeshWithMesh(Mesh mesh)  
66.     {  
67.         Mesh mTmp = new Mesh();  
68.         mTmp.vertices = mesh.vertices;  
69.         mTmp.name = mesh.name;  
70.         mTmp.uv = mesh.uv;  
71.         mTmp.uv2 = mesh.uv2;  
72.         mTmp.uv2 = mesh.uv2;  
73.         mTmp.bindposes = mesh.bindposes;  
74.         mTmp.boneWeights = mesh.boneWeights;  
75.         mTmp.bounds = mesh.bounds;  
76.         mTmp.colors = mesh.colors;  
77.         mTmp.colors32 = mesh.colors32;  
78.         mTmp.normals = mesh.normals;  
79.         mTmp.subMeshCount = mesh.subMeshCount;  
80.         mTmp.tangents = mesh.tangents;  
81.         mTmp.triangles = mesh.triangles;  
82.   
83.         return mTmp;  
84.     }  

未合并前，有两个网格，占用2drawcall，分别为人物和刀的网格和材质球。

 

合并后，只占用 1 drawcall了，而且AnimationController以及其动画能够正常工作:

 

合并好的网格：

合并好的贴图：

 

以上便是合并Mesh和Material的内容，目前只关注实现，还可以进一步优化，有以下几点要注意的：

1.合并的材质球需要使用同一个shader，如果多个材质球使用了不同shader，就要做进一步的出分类处理了。

2.材质球所用的Texture文件的Read/Write Enable选项要打上勾。

项目的github地址:  https://github.com/arBao/MeshMaterialCombine

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