前言

我们在开发游戏的时候经常会有一些特殊的游戏玩法等，需要涉及Mesh切割。比如3D切水果, 在地图的城墙上挖一个洞，今天给大家来分享一个Mesh切割的算法，帮助大家解决项目中需要用到的Mesh切割的问题。本文主要从一下几个方面来讲解Mesh切割。

(1) 如何接受玩家的触摸操作，生成切割面;

(2) 3D模型Mesh对象中的主要数据组成;

(3) 模型Mesh切割算法步骤详解;

如何接受玩家的触摸操作，生成切割面

做模型切割的时候，我们首先要根据玩家的触摸操作来生成一个切割平面。如图1所示,根据玩家的黑色的划线，我们要基于黑色的划线来生成一个切割平面。主要的步骤如下:

(1) 获取起点的屏幕坐标，并结合3D摄像机，把起点的屏幕坐标转到摄像机的视口坐标系下。

(2) 获取终点的屏幕坐标，并结合3D摄像机，把重点的屏幕坐标赚到摄像机的视口坐标系下。

(3) 基于摄像机，将起点与终点生成两条射线出来，并计算出射线与摄像机的Near平面的交点。

(4) 有了两个点后，就有了一条线，还要有一个方向才能确定一个平面(线按照方向移动，就成了面)，这个方向我们取endRay射线的方向为向量A。

(5) 把终点-起点得到一个向量，结合方向endRay射线方向的像量，来做叉积，这样就得到了斜面的旋转后的up向量。如图所示,同时斜面过start, end中的点，所以这样就可以确定切割面出来。

根据 start与normalVec,就可以确定我们的切割面了,它就是过start点，向上的方向向量为normalVec的平面。

3D模型Mesh对象中的主要数据组成

在详细的讲解Mesh切割算法之前，先给大家讲解一下一个模型的Mesh数据主要包含哪些部分，等下生成新的Mesh的时候,我们知道每一部分的数据都代表什么。Unity中网格数据被生成到Mesh对象里面，一个Mesh对象主要包含以下重要的数据:

顶点数据: Mesh对象中的所有的网格顶点;

法线数据: Mesh对象中每个顶点所对应的法线数据;

纹理uv数据: Mesh对象中每个顶点所对应的纹理uv数据;

三角形顶点索引数据: Mesh对象中的每个面对应的三角形数据，而三角形是基于顶点索引的。如面A由三个顶点A1, A2, A3组成，这里是顶点索引，A1由索引，到顶点数据里面获取顶点数据，由A1索引到法线数据里面获取法线。在Unity里面可以通过Mesh对象的接口函数获取上面的数据，如下:

模型Mesh切割算法步骤详解

确定了切割面以后，接下来我们来分析Mesh切割算法的主要步骤:

Step1: 获取模型坐标系下的切割面

将”切割面” point(平面经过的点)+normal(平面的up向量)由视口坐标转到要切割的模型坐标系:

再根据过localPoint, 法线向量为localNormal,来生成一个Plane平面对象。这里的平面对象是相对于模型的坐标系而言的。

Step2: 根据切割面，来将物体分成正向部分与反向部分，切割物体后，平面上面的是正向部分(Positive)，平面下面的是反向部分(Negative)

Step3: 判断以下Mesh与平面是否相交,如果Mesh与平面完全没有焦点，则算法结束，不用分割Mesh;

Step4: 获取原来Mesh中的网格数据, 并清理切割后存放的正向与反向的Mesh数据集合。

Step5: 遍历所有的顶点，看哪些顶点在切割面的上部，哪些顶点在切割面的下步，将他们分开放置到PositiveMesh与NegativeMesh中。

Step6: 将切割面与物体的交点计算出来，为生成新的面做好准备;

Step7: 根据新增的点来生成新的面

Step8: 实例化一个新物体，将切割后的2个Mesh,一个复制给原来的节点，一个复制给新创建的节点。

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Unity架构师进阶: Mesh切割算法详解

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