Unity中的网格与材质球合并

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：

1. void CombineMesh()

2. {

3. MeshFilter[] mfChildren = GetComponentsInChildren<MeshFilter>();

4. CombineInstance[] combine = new CombineInstance[mfChildren.Length];

5. MeshRenderer[] mrChildren = GetComponentsInChildren<MeshRenderer>();

6. Material[] materials = new Material[mrChildren.Length];

7. MeshRenderer mrSelf = gameObject.AddComponent<MeshRenderer>();

8. MeshFilter mfSelf = gameObject.AddComponent<MeshFilter>();

9. Texture2D[] textures = new Texture2D[mrChildren.Length];

10. for (int i = 0; i < mrChildren.Length; i++)

11. {

12. if (mrChildren[i].transform == transform)

13. {

14. continue;

15. }

16. materials[i] = mrChildren[i].sharedMaterial;

17. Texture2D tx = materials[i].GetTexture( "_MainTex") as Texture2D;

18. Texture2D tx2D = new Texture2D(tx.width, tx.height, TextureFormat.ARGB32, false);

19. tx2D.SetPixels(tx.GetPixels( 0, 0, tx.width, tx.height));

20. tx2D.Apply();

21. textures[i] = tx2D;

22. }

23. Material materialNew = new Material(materials[0].shader);

24. materialNew.CopyPropertiesFromMaterial(materials[ 0]);

25. mrSelf.sharedMaterial = materialNew;

26. Texture2D texture = new Texture2D(1024, 1024);

27. materialNew.SetTexture( "_MainTex", texture);

28. Rect[] rects = texture.PackTextures(textures, 10, 1024);

29. for (int i = 0; i < mfChildren.Length; i++)

30. {

31. if (mfChildren[i].transform == transform)

32. {

33. continue;

34. }

35. Rect rect = rects[i];

36. Mesh meshCombine = mfChildren[i].mesh;

37. Vector2[] uvs = new Vector2[meshCombine.uv.Length];

38. //把网格的uv根据贴图的rect刷一遍

39. for (int j = 0; j < uvs.Length; j++)

40. {

41. uvs[j].x = rect.x + meshCombine.uv[j].x * rect.width;

42. uvs[j].y = rect.y + meshCombine.uv[j].y * rect.height;

43. }

44. meshCombine.uv = uvs;

45. combine[i].mesh = meshCombine;

46. combine[i].transform = mfChildren[i].transform.localToWorldMatrix;

47. mfChildren[i].gameObject.SetActive( false);

48. }

49. Mesh newMesh = new Mesh();

50. newMesh.CombineMeshes(combine, true,true);//合并网格

51. mfSelf.mesh = newMesh;

52. }

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：

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. SkinnedMeshRenderer smrCombine = combineMesh.gameObject.AddComponent<SkinnedMeshRenderer>();

8. smrCombine.shadowCastingMode = UnityEngine.Rendering.ShadowCastingMode.Off;

9. smrCombine.receiveShadows = false;

10. for (int i = 0; i < smrs.Length; i++)

11. {

12. materials[i] = smrs[i].sharedMaterial;

13. Texture2D tx = materials[i].GetTexture( "_MainTex") as Texture2D;

14. Texture2D tx2D = new Texture2D(tx.width, tx.height, TextureFormat.ARGB32, false);

15. tx2D.SetPixels(tx.GetPixels( 0, 0, tx.width, tx.height));

16. tx2D.Apply();

17. textures[i] = tx2D;

18. }

19. Material materialNew = new Material(materials[0].shader);

20. materialNew.CopyPropertiesFromMaterial(materials[ 0]);

21. Texture2D texture = new Texture2D(1024, 1024);

22. Rect[] rects = texture.PackTextures(textures, 10, 1024);

23. materialNew.SetTexture( "_MainTex", texture);

24. List<Transform> boneTmp = new List<Transform>();

25. for (int i = 0; i < smrs.Length; i++)

26. {

27. if (smrs[i].transform == transform)

28. {

29. continue;

30. }

31. Rect rect = rects[i];

32. Mesh meshCombine = CreatMeshWithMesh(smrs[i].sharedMesh);

33. Vector2[] uvs = new Vector2[meshCombine.uv.Length];

34. for (int j = 0; j < uvs.Length; j++)

35. {

36. uvs[j].x = rect.x + meshCombine.uv[j].x * rect.width;

37. uvs[j].y = rect.y + meshCombine.uv[j].y * rect.height;

38. }

39. boneTmp.AddRange(smrs[i].bones);

40. meshCombine.uv = uvs;

41. combine[i].mesh = meshCombine;

42. combine[i].transform = smrs[i].transform.localToWorldMatrix;

43. GameObject.Destroy(smrs[i].gameObject);

44. }

45. Mesh newMesh = new Mesh();

46. newMesh.CombineMeshes(combine, true, true);

47. smrCombine.bones = boneTmp.ToArray();

48. smrCombine.rootBone = rootBone;

49. smrCombine.sharedMesh = newMesh;

50. smrCombine.sharedMaterial = materialNew;

51. }

52. Mesh CreatMeshWithMesh(Mesh mesh)

53. {

54. Mesh mTmp = new Mesh();

55. mTmp.vertices = mesh.vertices;

56. mTmp.name = mesh.name;

57. mTmp.uv = mesh.uv;

58. mTmp.uv2 = mesh.uv2;

59. mTmp.uv2 = mesh.uv2;

60. mTmp.bindposes = mesh.bindposes;

61. mTmp.boneWeights = mesh.boneWeights;

62. mTmp.bounds = mesh.bounds;

63. mTmp.colors = mesh.colors;

64. mTmp.colors32 = mesh.colors32;

65. mTmp.normals = mesh.normals;

66. mTmp.subMeshCount = mesh.subMeshCount;

67. mTmp.tangents = mesh.tangents;

68. mTmp.triangles = mesh.triangles;

69. return mTmp;

70. }

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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