立即从 3D 管道访问 2D 框的 Unity 功能？

Posted 2023-03-30

【中文标题】立即从 3D 管道访问 2D 框的 Unity 功能？

【英文标题】：Unity function to access the 2D box immediately from the 3D pipeline?

【发布时间】：2018-08-18 06:29:49

【问题描述】：

在 Unity 中，假设您有一个 3D 对象，

当然，获得AABB是微不足道的，Unity有直接的功能，

（您可能必须以通常的方式“将渲染器的所有边界框相加”，没问题。）

所以 Unity 确实有一个直接功能，可以立即为您提供 3D AABB 盒子，而不是每帧的内部网格/渲染管道。

现在，对于有问题的相机，AABB 确实覆盖了某个 2D 边界框...

事实上......有没有某种内置的直接方法可以在 Unity 中找到橙色的 2D 框？？

问题 - Unity 是否有一个功能可以立即从管道中提供 2D 截锥体？

（请注意，要手动执行此操作，您只需为 AABB 的 8 个点制作光线（或使用世界到屏幕空间，就像 Draco 提到的那样）；将它们封装在 2D 中以制作橙色框。）

我不需要手动解决方案，我问的是引擎是否在每一帧都以某种方式从管道中给出这个？

有电话吗？

（确实，有这个会更好……）

我的感觉是其中的一个或全部

尤其是遮挡系统 着色器 渲染器

肯定会知道橙色框，甚至可能知道管道内的蓝色框，就在显卡旁边，就像它知道给定网格的 AABB 一样。

我们知道 Unity 可以让您在给定网格的每一帧立即点击 AABB 3D 框：事实上，Unity 是否提供了此处所示的“2D 视锥体边界”？

【问题讨论】：

这是一个有趣的问题...

@Programmer 我想是的。

我也是。很明显，(1) 整体渲染引擎和/或 (2) 着色器和/或 (3) 遮挡系统，实际上必须立即知道此信息 在每个对象的每一帧内。

( @Hristo - 该算法实际上不起作用！想一想物体何时旋转。您将立即面临扩展/收缩侧面以包含局部截头体部分断裂的主要工作。A非常困难的问题。）

最后只是 FWIW，@Lotan - 我们想要的是 AABB 的“平板相机盒”。即“橙色方块”。使用 8 个极端手动（正如我解释的那样）相对容易。问题是统一是否内置（可能在金属上）。 （我关于 blue 框的附录完全不同；但谁知道呢，也许 Unity 也提供了。）

【参考方案1】：

据我所知，没有内置为此。

但是，自己找到极端确实非常容易。获取网格的边界框（屏幕截图中显示的长方体）就是这样做的，您只是在转换后的空间中进行。

遍历网格的所有顶点，执行以下操作： Transform 从本地空间到世界空间的点（处理缩放和旋转） Transform从世界空间到屏幕空间的点 确定新点的 X 和 Y 是否高于/低于存储的最小值/最大值，如果是，则使用新值更新存储的最小值/最大值 循环遍历所有顶点后，您将获得 4 个值：min-X、min-Y、max-X 和 max-Y。现在您可以构建边界矩形了

您可能还希望首先执行模型的Gift Wrapping，并且只处理生成的凸包（因为不属于凸包的任何点都不会超出凸包的边界）。如果您打算在模型在屏幕上移动、缩放或旋转时绘制此屏幕空间矩形，并且必须重新计算边界框，那么您需要这样做并缓存结果。

请注意，如果模型动画（例如，如果您的类人机器人站起来并跳起千斤顶），这不起作用。解决动画案例要困难得多，因为您必须将每个动画的每一帧都视为原始网格的一部分，以便进行凸包求解（以确保您的任何动画都不会移动网格的一部分在凸包之外），将复杂度增加一个幂。

【讨论】：

嘿 Draco，游戏引擎在芯片组上计算这些东西是（如问题中所解释的）三个过程的一部分 - 渲染、着色器、遮挡。事实上，我们知道 Unity 公开了 AABB 计算（因此自己计算会很疯狂，对吧？:)）。这里的问题是截锥体 是否在 Unity 中暴露（就像 AABB 流一样，每一帧）。

我已经删除了我自己的 cmets 并编辑了答案。

它看到“据我所知，没有内置的。”实际上是正确 - 就是这样！

【参考方案2】：

3D 边界框

获取给定的 GameObject 3D 边界框的中心和大小 计算 8 个角 将位置转换为 GUI 空间（屏幕空间）

函数GUI3dRectWithObject将返回屏幕上给定游戏对象的3D边界框。

二维边界框

遍历给定游戏对象中的每个顶点 将每个顶点的位置转换为世界空间，并转换为 GUI 空间（屏幕空间） 求4个角值：x1,x2,y1,y2

函数GUI2dRectWithObject 将返回屏幕上给定游戏对象的二维边界框。

代码

public static Rect GUI3dRectWithObject(GameObject go)


    Vector3 cen = go.GetComponent<Renderer>().bounds.center;
    Vector3 ext = go.GetComponent<Renderer>().bounds.extents;
    Vector2[] extentPoints = new Vector2[8]
    
            WorldToGUIPoint(new Vector3(cen.x-ext.x, cen.y-ext.y, cen.z-ext.z)),
            WorldToGUIPoint(new Vector3(cen.x+ext.x, cen.y-ext.y, cen.z-ext.z)),
            WorldToGUIPoint(new Vector3(cen.x-ext.x, cen.y-ext.y, cen.z+ext.z)),
            WorldToGUIPoint(new Vector3(cen.x+ext.x, cen.y-ext.y, cen.z+ext.z)),
            WorldToGUIPoint(new Vector3(cen.x-ext.x, cen.y+ext.y, cen.z-ext.z)),
            WorldToGUIPoint(new Vector3(cen.x+ext.x, cen.y+ext.y, cen.z-ext.z)),
            WorldToGUIPoint(new Vector3(cen.x-ext.x, cen.y+ext.y, cen.z+ext.z)),
            WorldToGUIPoint(new Vector3(cen.x+ext.x, cen.y+ext.y, cen.z+ext.z))
    ;
    Vector2 min = extentPoints[0];
    Vector2 max = extentPoints[0];
    foreach (Vector2 v in extentPoints)
    
        min = Vector2.Min(min, v);
        max = Vector2.Max(max, v);
    
    return new Rect(min.x, min.y, max.x - min.x, max.y - min.y);


public static Rect GUI2dRectWithObject(GameObject go)

    Vector3[] vertices = go.GetComponent<MeshFilter>().mesh.vertices;

    float x1 = float.MaxValue, y1 = float.MaxValue, x2 = 0.0f, y2 = 0.0f;

    foreach (Vector3 vert in vertices)
    
        Vector2 tmp = WorldToGUIPoint(go.transform.TransformPoint(vert));

        if (tmp.x < x1) x1 = tmp.x;
        if (tmp.x > x2) x2 = tmp.x;
        if (tmp.y < y1) y1 = tmp.y;
        if (tmp.y > y2) y2 = tmp.y;
    

    Rect bbox = new Rect(x1, y1, x2 - x1, y2 - y1);
    Debug.Log(bbox);
    return bbox;


public static Vector2 WorldToGUIPoint(Vector3 world)

    Vector2 screenPoint = Camera.main.WorldToScreenPoint(world);
    screenPoint.y = (float)Screen.height - screenPoint.y;
    return screenPoint;

参考：Is there an easy way to get on-screen render size (bounds)?