Unity中Avatar换装实现

技巧| Unity中Avatar换装实现

Avatar换装是MMO游戏不可缺少的一部分，一个人物模型通常可拆分为头、身体、手臂、腿、武器等部分，如何将这些部分组合到一起呢？本文将阐述如何将在Unity中实现人物模型的换装功能。

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资源准备

1.每一套装备模型必须使用同一套骨骼，并单独将骨骼数据保存成一个Prefab。红色部分为武器挂节点（也可以把武器做成一个SkinnedMesh，不采用挂接点的形式），骨骼数据在Unity中的展示形式就是Transform。

2.将模型拆分成多个部分，将每一个部分单独保存成Prefab，武器也单独保存为一个Prefab。

每一个Prefab都含有自身的SkinnedMeshRenderer。

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实现过程

1.创建骨骼GameObject，所有装备的蒙皮数据会最终合成到这个Prefab中。

2.创建装备GameObject，用于搜集其中蒙皮数据以生成新的SkinnedMeshRenderer到骨骼Prefab中。

3.public void CombineObject(GameObject skeleton, SkinnedMeshRenderer[] meshes, bool combine = false)传入骨骼的GameObject和蒙皮数据。

4.搜集装备蒙皮数据中的有效信息。

// Collect information from meshes
        for (int i = 0; i < meshes.Length; i ++)
        {
            SkinnedMeshRenderer smr = meshes[i];
            materials.AddRange(smr.materials); // Collect materials
            // Collect meshes
            for (int sub = 0; sub < smr.sharedMesh.subMeshCount; sub++)
            {
                CombineInstance ci = new CombineInstance();
                ci.mesh = smr.sharedMesh;
                ci.subMeshIndex = sub;
                combineInstances.Add(ci);
            }
            // Collect bones
            for (int j = 0 ; j < smr.bones.Length; j ++)
            {
                int tBase = 0;
                for (tBase = 0; tBase < transforms.Count; tBase ++)
                {
                    if (smr.bones[j].name.Equals(transforms[tBase].name))
                    {
                        bones.Add(transforms[tBase]);
                        break;
                    }
                }
            }
        }

5.为骨骼GameObject生成新的SkinnedMeshRenderer。

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

6.挂接武器。

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;
    }   
    }

其中WeaponInstance为武器实例GameObject，Instance为骨骼实例GameObject。

合成后的效果

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如何优化

合成之后的模型拥有4个独立材质，加上独立的对象武器，也就是会产生5个Draw Call；如果将在骨骼中的这4个材质合并成一个，那么就能将Draw Call减少到2个。

其中实现过程如下：
优化CombineObject方法，其中Combine为bool类型，用于标识是否合并材质。

// merge materials
if (combine)
{
    newMaterial = new Material (Shader.Find ("Mobile/Diffuse"));
    oldUV = new List<Vector2[]>();
    // merge the texture
    List<Texture2D> Textures = new List<Texture2D>();
    for (int i = 0; i < materials.Count; i++)
    {
        Textures.Add(materials[i].GetTexture(COMBINE_DIFFUSE_TEXTURE) as Texture2D);
    }

    newDiffuseTex = new Texture2D(COMBINE_TEXTURE_MAX, COMBINE_TEXTURE_MAX, TextureFormat.RGBA32, true);
    Rect[] uvs = newDiffuseTex.PackTextures(Textures.ToArray(), 0);
    newMaterial.mainTexture = newDiffuseTex;

// reset uv
    Vector2[] uva, uvb;
    for (int j = 0; j < combineInstances.Count; j++)
    {
        uva = (Vector2[])(combineInstances[j].mesh.uv);
        uvb = new Vector2[uva.Length];
        for (int k = 0; k < uva.Length; k++)
        {
            uvb[k] = new Vector2((uva[k].x * uvs[j].width) + uvs[j].x, (uva[k].y * uvs[j].height) + uvs[j].y);
        }
        oldUV.Add(combineInstances[j].mesh.uv);
        combineInstances[j].mesh.uv = uvb;
    }
    }

生成新的SkinnedMeshRenderer时略有区别：

最终效果如下：

可以看出，新的SkinnedMeshRenderer只有一个材质，Draw Call自然也就降低了。

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示例工程

本人已将此示例工程分享到了GitHub中：https://github.com/zouchunyi/UnityAvater
感兴趣的朋友可以下载。工程中代码大家可以直接使用，但是美术资源不得用于任何商业用途。