Unity更换皮肤详解

关键词: Character Customization, Cloth System

Pasted Graphic 4.jpg

学习Unity官方的 Character Customization, 别开玩笑了,官方的版本早就不能用了
看看下面程序员们愤怒的评论:


Pasted Graphic 5.jpg

所以我在Github上找到两个比较好的项目:

非常优秀的Demo,里面中文注释,非常详细
https://github.com/GITHUB243884919/ChangeEQForUnity

Demo简单明了,只是说明较少
https://github.com/masterprompt/ModelStitching

还有一个运行起来有些问题,但代码可以参考
https://github.com/keawstudio/Clothing-System-3D

分析项目 ChangeEQForUnity

Pasted Graphic 3.png

其方法思路和Unity官方的 Character Customization是一致的:
就是使用两份模型,一个作为 Source, 一个做为 Target, 加载 Source中的SkinnedMeshRenderer数据, 然后应用在组合而成的Target上.

Unity 官方范例中处理换装的方法,它把各部位模型、材质等资料重新组合合并成单一的模型并重建骨架列表,如此即使看起来人物身上有其中一个部位被置换了,仍能持续正常动作;当查看 Target 物件时会发现它的子物件仍然维持不变,只有 Target 物件本身在 Inspector 视窗中的 Component 多出了 Skinned Mesh Renderer 及各部位的 Material,如果查看 SkinnedMeshRenderer 的 Mesh 栏位 也会发现看不到任何的 Mesh。

首先分析一下文件:

一共有四个文件 Main.cs, CharacterMgr.cs, CombineSkinnedMgr.cs, CharacterController.cs;
其中Main脚本在 MainCamera上, 作用加载资源, 创建 GUI界面;
CharacterMgr 只是Game第一次时用到, 创建并管理CharacterController, 我想作者的思路是管理多个角色, 在Demo中其实可以去掉;
CharacterController 就是模型的加载脚本, 重要的是Start()创建人物, ChangeWeapon() 和ChangeEquipment()更换部件;
换肤算法的核心文件就是 CombineSkinnedMgr, 里面的步骤之后会详细分析.

项目的资源都放在


Pasted Graphic 12.jpg

所以都是通过 Resources.Load ("Prefab/" + name) 加载的
而这些 Prefab 按照身体的不同部件分开, 都在自与 Fbx文件:

Pasted Graphic 13.jpg

下面分析代码:


Pasted Graphic 7.jpg

武器是单独放的, 位置是上图中的 weapon_hand_r:

        Transform[] transforms = Instance.GetComponentsInChildren<Transform>();
        foreach (Transform joint in transforms) 
        {
            if (joint.name == "weapon_hand_r") 
            {// find the joint (need the support of art designer)
                WeaponInstance.transform.parent = joint.gameObject.transform;
                break;
            }   
        }

更换武器:

Pasted Graphic 10.jpg
Pasted Graphic 14.jpg

可以看出武器是单独的, 不在身体部件内.

每次更换身体的任意部位, 都会将所有身体则SkinnedMeshRenderer重新计算, 然后删除原有的:

        Object res = null;
        SkinnedMeshRenderer[] meshes = new SkinnedMeshRenderer[4];
        GameObject[] objects = new GameObject[4];
        for (int i = 0; i < equipments.Length; i++) 
        {
            
            res = Resources.Load ("Prefab/" + equipments [i]);
            objects[i] = GameObject.Instantiate (res) as GameObject;
            meshes[i] = objects[i].GetComponentInChildren<SkinnedMeshRenderer> ();
        }
        
        App.Game.CharacterMgr.CombineSkinnedMgr.CombineObject(
            Instance, meshes, combine);
        
        for (int i = 0; i < objects.Length; i++) 
        {
            
            GameObject.DestroyImmediate(objects[i].gameObject);
        }

其中的核心方法就是
CombineSkinnedMgr.CombineObject( Instance, meshes, combine);

核心方法 CombineObject() 的步骤

  1. 创建集合:
    List<Transform> transforms, List<Material> materials, List<CombineInstance> combineInstances, List<Transform> bones;
  2. 集合赋值
    骨架上所有的transform赋给transforms:
    transforms.AddRange(skeleton.GetComponentsInChildren<Transform>(true));
    SkinnedMeshRenderer上的所有材质赋给materials:
    SkinnedMeshRenderer smr = meshes[i];
    materials.AddRange(smr.materials);
    所有的Mesh信息赋给combineInstances
for (int sub = 0; sub < smr.sharedMesh.subMeshCount; sub++)
            {
                CombineInstance ci = new CombineInstance();
                ci.mesh = smr.sharedMesh;
                ci.subMeshIndex = sub;
                combineInstances.Add(ci);
            }
  1. 替换SkinnedMeshRenderer:

清除老的SkinnedMeshRenderer:

SkinnedMeshRenderer oldSKinned = 
            skeleton.GetComponent<SkinnedMeshRenderer> ();
        if (oldSKinned != null) 
        {
            GameObject.DestroyImmediate (oldSKinned);
        }

创建新的SkinnedMeshRenderer, 并赋值 mesh集合, bones集合, material集合.

SkinnedMeshRenderer oldSKinned = 
            skeleton.GetComponent<SkinnedMeshRenderer> ();
        if (oldSKinned != null) 
        {
            GameObject.DestroyImmediate (oldSKinned);
        }
        SkinnedMeshRenderer r = skeleton.AddComponent<SkinnedMeshRenderer>();
        r.sharedMesh = new Mesh();
        // Combine meshes
        r.sharedMesh.CombineMeshes(combineInstances.ToArray(), combine, false);
        // Use new bones
        r.bones = bones.ToArray();
        r.materials = materials.ToArray();

另外, 其中比较重要的地方就是重换骨架, UV图的合并, 可以看项目中的代码
虽然有些复杂 , 但是可直接拿来使用.

分析项目 ModelStitching

Pasted Graphic 15.jpg

该项目代码比较简单,就一个 Stitcher.cs文件;
核心方法就两个:

    public GameObject Stitch(GameObject sourceClothing, GameObject targetAvatar)
    {
        var boneCatalog = new TransformCatalog(targetAvatar.transform);
        var skinnedMeshRenderers = sourceClothing.GetComponentsInChildren<SkinnedMeshRenderer>();
        var targetClothing = AddChild(sourceClothing, targetAvatar.transform);


        foreach (var sourceRenderer in skinnedMeshRenderers)
        {
            var targetRenderer = AddSkinnedMeshRenderer(sourceRenderer, targetClothing);
            targetRenderer.bones = TranslateTransforms(sourceRenderer.bones, boneCatalog);
        }
        return targetClothing;
    }
    private SkinnedMeshRenderer AddSkinnedMeshRenderer(SkinnedMeshRenderer source, GameObject parent)
    {
        GameObject meshObject = new GameObject(source.name);
        meshObject.transform.parent = parent.transform;

        var target = meshObject.AddComponent<SkinnedMeshRenderer>();
        target.sharedMesh = source.sharedMesh;
        target.materials = source.materials;
        return target;
    }

就这些了, 我已经开始使用作者的代码了, 感谢项目的作者们.

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