Skip to main content

网格

概念​

什么是Mesh（网格）？​

  • 定义：Mesh是Unity中描述3D模型形状的数据结构，由顶点（Vertices）、**边（Edges）和三角面（Triangles）**构成。
  • 作用：图形硬件通过Mesh数据渲染物体，所有可见的3D模型（如角色、场景）均依赖Mesh呈现。

Mesh的组成要素​

  • 顶点（Vertices）：三维空间中的坐标点（Vector3数组），定义模型的基础形状。
  • 三角面（Triangles）：通过顶点索引（int数组）连接三个顶点形成的面，顺序决定法线朝向（顺时针为正面）。
  • 法线（Normals）：垂直于三角面的向量（Vector3数组），影响光照计算。
  • UV坐标：二维纹理映射坐标（Vector2数组），控制贴图如何包裹模型

渲染流程​

  • Mesh Filter：存储Mesh数据（如顶点、三角面）。
  • Mesh Renderer：接收Mesh数据并渲染，依赖材质（Material）决定外观。

面试题​

1. Mesh Filter和Mesh Renderer的作用与区别？​

答案：

  • Mesh Filter：存储网格数据（顶点、三角面等），不参与渲染。

  • Mesh Renderer：负责将Mesh Filter中的网格数据渲染到屏幕上，依赖材质（Material）和光照。

  • 扩展：修改Mesh Filter.mesh会创建新实例，而MeshFilter.sharedMesh共享同一网格数据。

2. 如何动态生成或修改网格？​

Mesh mesh = new Mesh();
Vector3[] vertices = new Vector3[] { /* 定义顶点 */ };
int[] triangles = new int[] { /* 定义三角面索引 */ };
mesh.vertices = vertices;
mesh.triangles = triangles;
GetComponent<MeshFilter>().mesh = mesh;
  • 注意：需手动计算法线（mesh.RecalculateNormals()）和UV坐标。

3. LOD（Level of Detail）的实现原理与优化策略？​

答案：

  • 原理：根据摄像机距离切换不同精度的网格（如高模→低模→广告牌）。

  • 实现：使用LOD Group组件，设置不同距离的渲染器。

  • 优化：

  • 动态生成LOD网格（如边折叠算法）。

  • 基于屏幕覆盖度调整切换阈值。

4. 静态合批（Static Batching）与动态合批（Dynamic Batching）的条件与限制？​

静态合批：

  • 条件：物体标记为Static，使用相同材质。

  • 限制：增加内存占用（合并后的网格不可动态修改）。

  • 动态合批：

  • 条件：顶点数≤300，使用相同材质和光照参数。

  • 限制：不支持SkinnedMeshRenderer。

5. 网格简化（Mesh Simplification）的常用算法与工具？​

算法：

  • 边折叠：合并相邻边，保留几何特征（如UnityMeshSimplifier插件）。

  • 顶点聚类：快速但精度低（适合背景物体）。

  • 工具：Simplygon、Unity ProBuilder（基础简化功能）。

6. Skinned Mesh Renderer的工作原理？如何优化骨骼动画性能？​

答案：

  • 原理：顶点受骨骼权重影响，骨骼变换时驱动顶点变形。

  • 优化：

  • 减少骨骼数量（如角色≤30根）。

  • 使用GPU蒙皮（SkinnedMeshRenderer.skinningMode = SkinningMode.BoneMatrix）。

7. 如何实现网格溶解或切割效果？​

  • Shader方案：

  • 溶解：通过噪声图控制片元裁剪（clip(noise.r - threshold)）。

  • 切割：使用几何着色器（Geometry Shader）生成剖面网格。

8. 如何检测网格导致的性能瓶颈？​

工具：

  • Frame Debugger：查看DrawCall和合批情况。

  • Profiler：分析Rendering.Mesh和Animation.Skinning耗时。

  • 常见问题：

  • 未合批的网格：材质实例过多或动态修改顶点。

  • 高蒙皮开销：骨骼数量过多或未启用GPU蒙皮。

9. MeshCollider与其他碰撞器的性能对比？​

  • MeshCollider：

  • 优点：精确匹配网格形状。

  • 缺点：性能开销大（需转换为物理引擎支持的凸包）。

  • 替代方案：简单碰撞器（Box/Sphere Collider）或凸包近似。

10. 为什么修改网格后看不到渲染结果？​

原因：

  • 未调用mesh.UploadMeshData(true)提交修改。
  • 法线/UV数据缺失导致光照或贴图错误。

11. 如何实现动态地形编辑（如挖洞）？​

方案：

  • 运行时修改顶点：移除或移动三角面顶点。
  • Marching Cubes算法：基于体素生成新网格。