Unity网格合并_材质合并

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：

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1. 1. 
      
2. void CombineMesh()
3. {
4. 
   
5. MeshFilter[] mfChildren = GetComponentsInChildren<MeshFilter>();
6. CombineInstance[] combine = new CombineInstance[mfChildren.Length];
7. 
   
8. 
   
9. MeshRenderer[] mrChildren = GetComponentsInChildren<MeshRenderer>();
10. Material[] materials = new Material[mrChildren.Length];
11. 
    
12. 
    
13. MeshRenderer mrSelf = gameObject.AddComponent<MeshRenderer>();
14. MeshFilter mfSelf = gameObject.AddComponent<MeshFilter>();
15. 
    
16. 
    
17. Texture2D[] textures = new Texture2D[mrChildren.Length];
18. for (int i = 0; i < mrChildren.Length; i++)
19. {
20. if (mrChildren[i].transform == transform)
21. {
22. continue;
23. }
24. materials[i] = mrChildren[i].sharedMaterial;
25. Texture2D tx = materials[i].GetTexture("_MainTex") as Texture2D;
26. 
    
27. 
    
28. Texture2D tx2D = new Texture2D(tx.width, tx.height, TextureFormat.ARGB32, false);
29. tx2D.SetPixels(tx.GetPixels(0, 0, tx.width, tx.height));
30. tx2D.Apply();
31. textures[i] = tx2D;
32. }
33. 
    
34. 
    
35. Material materialNew = new Material(materials[0].shader);
36. materialNew.CopyPropertiesFromMaterial(materials[0]);
37. mrSelf.sharedMaterial = materialNew;
38. 
    
39. 
    
40. Texture2D texture = new Texture2D(1024, 1024);
41. materialNew.SetTexture("_MainTex", texture);
42. Rect[] rects = texture.PackTextures(textures, 10, 1024);
43. 
    
44. 
    
45. for (int i = 0; i < mfChildren.Length; i++)
46. {
47. if (mfChildren[i].transform == transform)
48. {
49. continue;
50. }
51. Rect rect = rects[i];
52. 
    
53. 
    
54. Mesh meshCombine = mfChildren[i].mesh;
55. Vector2[] uvs = new Vector2[meshCombine.uv.Length];
56. //把网格的uv根据贴图的rect刷一遍
57. for (int j = 0; j < uvs.Length; j++)
58. {
59. uvs[j].x = rect.x + meshCombine.uv[j].x * rect.width;
60. uvs[j].y = rect.y + meshCombine.uv[j].y * rect.height;
61. }
62. meshCombine.uv = uvs;
63. combine[i].mesh = meshCombine;
64. combine[i].transform = mfChildren[i].transform.localToWorldMatrix;
65. mfChildren[i].gameObject.SetActive(false);
66. }
67. 
    
68. 
    
69. Mesh newMesh = new Mesh();
70. newMesh.CombineMeshes(combine, true,true);//合并网格
71. mfSelf.mesh = newMesh;
72. }
    1. 
       

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. 1. 
      
2. void CombineMesh()
3. {
4. SkinnedMeshRenderer[] smrs = GetComponentsInChildren<SkinnedMeshRenderer>();
5. CombineInstance[] combine = new CombineInstance[smrs.Length];
6. Material[] materials = new Material[smrs.Length];
7. Texture2D[] textures = new Texture2D[smrs.Length];
8. 
   
9. SkinnedMeshRenderer smrCombine = combineMesh.gameObject.AddComponent<SkinnedMeshRenderer>();
10. smrCombine.shadowCastingMode = UnityEngine.Rendering.ShadowCastingMode.Off;
11. smrCombine.receiveShadows = false;
12. 
    
13. for (int i = 0; i < smrs.Length; i++)
14. {
15. materials[i] = smrs[i].sharedMaterial;
16. Texture2D tx = materials[i].GetTexture("_MainTex") as Texture2D;
17. 
    
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. 
    
24. Material materialNew = new Material(materials[0].shader);
25. materialNew.CopyPropertiesFromMaterial(materials[0]);
26. 
    
27. Texture2D texture = new Texture2D(1024, 1024);
28. Rect[] rects = texture.PackTextures(textures, 10, 1024);
29. materialNew.SetTexture("_MainTex", texture);
30. 
    
31. List<Transform> boneTmp = new List<Transform>();
32. 
    
33. for (int i = 0; i < smrs.Length; i++)
34. {
35. if (smrs[i].transform == transform)
36. {
37. continue;
38. }
39. Rect rect = rects[i];
40. 
    
41. Mesh meshCombine = CreatMeshWithMesh(smrs[i].sharedMesh);
42. Vector2[] uvs = new Vector2[meshCombine.uv.Length];
43. 
    
44. for (int j = 0; j < uvs.Length; j++)
45. {
46. uvs[j].x = rect.x + meshCombine.uv[j].x * rect.width;
47. uvs[j].y = rect.y + meshCombine.uv[j].y * rect.height;
48. }
49. 
    
50. boneTmp.AddRange(smrs[i].bones);
51. 
    
52. meshCombine.uv = uvs;
53. combine[i].mesh = meshCombine;
54. combine[i].transform = smrs[i].transform.localToWorldMatrix;
55. GameObject.Destroy(smrs[i].gameObject);
56. }
57. 
    
58. Mesh newMesh = new Mesh();
59. newMesh.CombineMeshes(combine, true, true);
60. 
    
61. smrCombine.bones = boneTmp.ToArray();
62. smrCombine.rootBone = rootBone;
63. smrCombine.sharedMesh = newMesh;
64. smrCombine.sharedMaterial = materialNew;
65. }
66. Mesh CreatMeshWithMesh(Mesh mesh)
67. {
68. Mesh mTmp = new Mesh();
69. mTmp.vertices = mesh.vertices;
70. mTmp.name = mesh.name;
71. mTmp.uv = mesh.uv;
72. mTmp.uv2 = mesh.uv2;
73. mTmp.uv2 = mesh.uv2;
74. mTmp.bindposes = mesh.bindposes;
75. mTmp.boneWeights = mesh.boneWeights;
76. mTmp.bounds = mesh.bounds;
77. mTmp.colors = mesh.colors;
78. mTmp.colors32 = mesh.colors32;
79. mTmp.normals = mesh.normals;
80. mTmp.subMeshCount = mesh.subMeshCount;
81. mTmp.tangents = mesh.tangents;
82. mTmp.triangles = mesh.triangles;
83. 
    
84. return mTmp;
85. }
    1. 
       

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