Unity中Mesh重叠顶点合并参考及其应用

        在Unity中，如果将一个模型文件（比如从max里面导出一个fbx文件）导入到编辑器中之后，Unity会把所有在原来在面列表中公用的顶点复制一份，保证每个三角形使用的顶点都是单独的，不与其它三角形共用顶点，Unityh这么做应该有他的道理，但我尚未想明白Unity这么做的原因是什么。

        但是考虑到在有些应用中使用共用顶点能够更好的处理一些问题，这里写了一个将Unity中Mesh重叠顶点合并成公用顶点的代码，目的是将位置重叠的顶点去掉，同时也将面列表的内容更新，由一个原来有重叠顶点的Mesh获得一个新的使用公用顶点的Mesh，参考如下：

Mesh GetWeldMesh(Mesh mesh)
{Vector3[] vs = mesh.vertices;int[] ts = mesh.triangles;Debug.Log(ts.Length);Dictionary<Vector3, int> dicVert = new();for (int i = 0; i < ts.Length; i++){bool hasSamePos = false;Vector3 vert = vs[ts[i]];foreach (var kv in dicVert){Vector3 key = kv.Key;if (vert == key){if (kv.Value < ts[i]){ts[i] = kv.Value;}else{dicVert[kv.Key] = ts[i];}hasSamePos = true;break;}}if (!hasSamePos){dicVert.Add(vert, ts[i]);}}List<Vector3> listVertice = new();foreach (var kv in dicVert){listVertice.Add(kv.Key);}Mesh meshNew = new(){vertices = vs,triangles = ts};meshNew.RecalculateNormals();return meshNew;
}

        目前我能想到的这么做的用处有两个，第一个是在一种描边方法中，Shader需要将要描边的物体增加一次渲染，在这次渲染中，Shader会将网格的每个顶点沿着该顶点的法线方向向外挤出一点点，形成一个更大的轮廓，然后反面渲染，这样就形成了原物体的勾边效果，不过这里有个问题，如果使用的Unity默认的Mesh，当物体的光滑组是连续的时候，挤出的效果是没问题的，当光滑组不连续（例如一个Box），顶点挤出后会出现分离问题。你当然可以在类似max这种软件中将Box的光滑组强行编成一组，这样导入Untiy中之后挤出效果倒是没问题了，但是本身显示效果就不是硬边的效果了，这也不对啊。但是如果在使用Shader渲染Mesh的时候，使用的不是原始的Mesh，而是通过上述代码生成的新的Mesh，由于顶点是共用的，就不存在出现挤出分离的问题。关于具体的Shader就不说了，玩过Shader的都懂。

        第二个是查找物体的边界，一般来说查找物体边界的方法是找到不被两个三角形共用的边，但是Unity中Mesh默认所有的顶点都是单独被面列表使用的，根本没有所谓被两个三角形共用的边的情况，这中情况会发现所有的三角形的边都是边界，貌似行不通，所以还是需要上述方法将Unity中Mesh重叠顶点合并再去查找边界。其查找边界的代码参考如下（由于Mesh的编辑可能不止一组，所以用的返回值是List<int[]>，是顶点编号数组的列表）：

	List<int[]> GetEdgeIndexes(Mesh mesh){Vector3[] vs = mesh.vertices;int[] ts = mesh.triangles;Dictionary<Edge, int> dicEdge = new();for (int i = 0; i < ts.Length; i += 3){int indexA = ts[i];int indexB = ts[i + 1];int indexC = ts[i + 2];bool hasSameEdge01 = false;bool hasSameEdge02 = false;bool hasSameEdge03 = false;KeyValuePair<Edge, int>[] kvs = dicEdge.ToArray();for (int j = 0; j < kvs.Length; j++){Edge edge = kvs[j].Key;if (edge.IsSame(indexA, indexB)) { hasSameEdge01 = true; dicEdge[edge] += 1; continue; }if (edge.IsSame(indexB, indexC)) { hasSameEdge02 = true; dicEdge[edge] += 1; continue; }if (edge.IsSame(indexC, indexA)) { hasSameEdge03 = true; dicEdge[edge] += 1; continue; }}if (!hasSameEdge01) { dicEdge.Add(new Edge(indexA, indexB), 1); }if (!hasSameEdge02) { dicEdge.Add(new Edge(indexB, indexC), 1); }if (!hasSameEdge03) { dicEdge.Add(new Edge(indexC, indexA), 1); }}List<Edge> edges = new List<Edge>();foreach (var kv in dicEdge){if (kv.Value == 1){edges.Add(kv.Key);}}foreach (var item in edges){Debug.Log(item.a + " , " + item.b);}List<int[]> listEdgeIndexes = new();while (edges.Count > 0){List<int> listTriangle = new(){edges[0].a,edges[0].b};edges.RemoveAt(0);while (true){int indexLast = listTriangle[^1];bool hasAddIndex = false;for (int i = 0; i < edges.Count; i++){Edge edge = edges[i];if (indexLast == edge.a){listTriangle.Add(edge.b);hasAddIndex = true;edges.RemoveAt(i);break;}if (indexLast == edge.b){listTriangle.Add(edge.a);hasAddIndex = true;edges.RemoveAt(i);break;}}if (!hasAddIndex){listEdgeIndexes.Add(listTriangle.ToArray());break;}}}return listEdgeIndexes;}

其中所用到的Edge类代码如下：

public class Edge
{public readonly int a;public readonly int b;public Edge(int a, int b){this.a = a;this.b = b;}public bool IsSame(Edge edge) { return (a == edge.a && b == edge.b) || (a == edge.b && b == edge.a); }public bool IsSame(int a, int b) { return (a == this.a && b == this.b) || (a == this.b && b == this.a); }
}

        下图将一个球体挖了三个洞洞，通过上述方法查找到边界，并用LineRenderer渲染了边界。