Unity3D是一款非常流行的游戏开发引擎，支持多种平台和多种语言。在Unity3D中，Mesh是游戏中最常用的3D模型表示方法，它由一系列的点、线、面组成。在游戏中，我们经常需要对Mesh进行一些特殊的操作，比如切割，这个时候就需要用到Mesh切割算法。本文将详细介绍Mesh切割算法的原理和代码实现。

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一、Mesh切割算法原理

Mesh切割算法的原理是将一个Mesh切割成多个子Mesh，这些子Mesh可以被独立地进行操作，比如移动、旋转、缩放等。Mesh切割算法在游戏中的应用非常广泛，比如在射击游戏中，子弹打中物体时，物体就会被切割成多个碎片，增加游戏的真实感和趣味性。

Mesh切割算法的实现过程可以分为以下几个步骤：

1.计算切割平面

切割平面是Mesh切割的重要参数，它决定了Mesh切割的方向和位置。在Unity3D中，可以使用Plane类来表示一个平面，其构造函数可以接收一个点和一个法向量作为参数，表示平面的位置和方向。为了方便计算，我们可以将切割平面的法向量规范化。

2.计算切割点

切割点是Mesh切割的另一个重要参数，它决定了Mesh切割的位置。在计算切割点时，我们可以将切割平面与Mesh的每个面进行求交，得到所有的切割点。在求交时，可以使用Raycast或Plane.Raycast方法，如果两个相邻的面在切割平面的同一侧，则它们不会产生切割点。

3.生成新的Mesh

根据切割点，我们可以将原来的Mesh切割成多个子Mesh，每个子Mesh都是由原来的一部分面组成的。为了方便操作，我们可以将每个子Mesh都生成一个新的Mesh对象，并将其添加到场景中。

4.重新计算UV和法向量

由于Mesh被切割成多个子Mesh，每个子Mesh都需要重新计算UV和法向量。在Unity3D中，可以使用Mesh.RecalculateNormals和Mesh.RecalculateUV2方法来计算法向量和UV。

二、Mesh切割算法代码实现

下面是一个简单的Mesh切割算法的代码实现：

public static void Cut(GameObject obj, Plane plane)
{Mesh mesh = obj.GetComponent<MeshFilter>().mesh;Vector3[] vertices = mesh.vertices;int[] triangles = mesh.triangles;List<Vector3> frontVertices = new List<Vector3>();List<Vector3> backVertices = new List<Vector3>();List<int> frontTriangles = new List<int>();List<int> backTriangles = new List<int>();for (int i = 0; i < triangles.Length; i += 3){int i1 = triangles[i];int i2 = triangles[i + 1];int i3 = triangles[i + 2];Vector3 v1 = vertices[i1];Vector3 v2 = vertices[i2];Vector3 v3 = vertices[i3];bool front1 = plane.GetSide(v1);bool front2 = plane.GetSide(v2);bool front3 = plane.GetSide(v3);if (front1 && front2 && front3){frontVertices.Add(v1);frontVertices.Add(v2);frontVertices.Add(v3);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 3);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 2);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 1);}else if (!front1 && !front2 && !front3){backVertices.Add(v1);backVertices.Add(v2);backVertices.Add(v3);backTriangles.Add(backVertices.Count - 3);backTriangles.Add(backVertices.Count - 2);backTriangles.Add(backVertices.Count - 1);}else{Vector3 point1 = Vector3.zero;Vector3 point2 = Vector3.zero;Vector3 normal = plane.normal;if (front1){point1 = v1;if (front2){point2 = v2;}else if (front3){point2 = v3;}}else if (front2){point1 = v2;if (front1){point2 = v1;}else if (front3){point2 = v3;}}else if (front3){point1 = v3;if (front1){point2 = v1;}else if (front2){point2 = v2;}}float t = (plane.distance - Vector3.Dot(normal, point1)) / Vector3.Dot(normal, point2 - point1);Vector3 cutPoint = point1 + t * (point2 - point1);frontVertices.Add(point1);frontVertices.Add(cutPoint);frontVertices.Add(v1 + t * (v2 - v1));frontVertices.Add(point2);frontVertices.Add(cutPoint);frontVertices.Add(v1 + t * (v3 - v1));backVertices.Add(cutPoint);backVertices.Add(point1);backVertices.Add(v1 + t * (v2 - v1));backVertices.Add(cutPoint);backVertices.Add(point2);backVertices.Add(v1 + t * (v3 - v1));if (front1){frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 6);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 5);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 4);backTriangles.Add(backVertices.Count - 6);backTriangles.Add(backVertices.Count - 5);backTriangles.Add(backVertices.Count - 4);}else{frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 4);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 5);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 6);backTriangles.Add(backVertices.Count - 4);backTriangles.Add(backVertices.Count - 5);backTriangles.Add(backVertices.Count - 6);}if (front2){frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 5);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 2);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 4);backTriangles.Add(backVertices.Count - 5);backTriangles.Add(backVertices.Count - 2);backTriangles.Add(backVertices.Count - 4);}else{frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 4);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 2);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 5);backTriangles.Add(backVertices.Count - 4);backTriangles.Add(backVertices.Count - 2);backTriangles.Add(backVertices.Count - 5);}if (front3){frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 6);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 4);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 3);backTriangles.Add(backVertices.Count - 6);backTriangles.Add(backVertices.Count - 4);backTriangles.Add(backVertices.Count - 3);}else{frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 3);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 4);frontTriangles.Add(frontVertices.Count - 6);backTriangles.Add(backVertices.Count - 3);backTriangles.Add(backVertices.Count - 4);backTriangles.Add(backVertices.Count - 6);}}}Mesh frontMesh = new Mesh();frontMesh.vertices = frontVertices.ToArray();frontMesh.triangles = frontTriangles.ToArray();frontMesh.RecalculateNormals();frontMesh.RecalculateUV2();frontMesh.RecalculateBounds();Mesh backMesh = new Mesh();backMesh.vertices = backVertices.ToArray();backMesh.triangles = backTriangles.ToArray();backMesh.RecalculateNormals();backMesh.RecalculateUV2();backMesh.RecalculateBounds();GameObject frontObj = new GameObject("Front");frontObj.transform.SetParent(obj.transform.parent);frontObj.transform.localPosition = obj.transform.localPosition;frontObj.transform.localRotation = obj.transform.localRotation;frontObj.transform.localScale = obj.transform.localScale;frontObj.AddComponent<MeshFilter>().mesh = frontMesh;frontObj.AddComponent<MeshRenderer>().sharedMaterial = obj.GetComponent<MeshRenderer>().sharedMaterial;GameObject backObj = new GameObject("Back");backObj.transform.SetParent(obj.transform.parent);backObj.transform.localPosition = obj.transform.localPosition;backObj.transform.localRotation = obj.transform.localRotation;backObj.transform.localScale = obj.transform.localScale;backObj.AddComponent<MeshFilter>().mesh = backMesh;backObj.AddComponent<MeshRenderer>().sharedMaterial = obj.GetComponent<MeshRenderer>().sharedMaterial;Object.Destroy(obj);
}

在上面的代码中，我们首先获取了Mesh对象的顶点和三角形信息，然后根据切割平面将Mesh切割成两个子Mesh。在切割时，我们使用了Plane.GetSide方法来判断一个点在切割平面的哪一侧，使用了Plane.Raycast方法来求交点。最后，我们生成了两个新的Mesh对象，并将其添加到场景中。

三、总结

Mesh切割算法是游戏开发中非常重要的算法之一，它可以将一个Mesh切割成多个子Mesh，使得游戏更加真实和有趣。在Unity3D中，我们可以使用Plane类来表示一个平面，使用Mesh.RecalculateNormals和Mesh.RecalculateUV2方法来重新计算法向量和UV。通过本文的介绍，相信读者已经掌握了Mesh切割算法的原理和代码实现。

附：更多教学视频