[Unity] Plane Meshを別のモデルの形状に沿わせる #C#

落下地点をマーキングするなど、なにかしらのインジケータとして地面に沿うようになにかを表示したい、という要望があるかと思います。（というかまんまそれがやりたかったんですがｗ）

こちらの記事（WORKING WITH UNITY3D ENGINE – DECAL EDITOR）を見つけ、Raycastを使ってやってるのかなーと思いたち、実装してみました。

動きとしてはこんな感じになります。

]
実際に地面に沿うところ

処理の流れ

今回作成したものの流れは以下です。

ランタイムで新しくGameObjectを生成する
各種、表示に必要なコンポーネントを追加
スクリプトをアタッチされたオブジェクトのMesh情報をコピー
Update内で頂点情報を更新

という流れになります。

コード

コードを順番に見ていきます。

GameObjectを生成する

まずは空のGameObjectを生成します。
最終的にこのオブジェクトの頂点情報を更新していきます。

// Create a projected mesh base.
void CreateProjectedObject() {
    m_projectedOject = new GameObject("ProjectedObject");

    MeshRenderer newRenderer = m_projectedOject.AddComponent<MeshRenderer>();
    MeshFilter newMeshFilter = m_projectedOject.AddComponent<MeshFilter>();

    // Copy a mesh to the game object.
    MeshFilter meshFilter = GetComponent<MeshFilter>();
    Mesh       mesh       = meshFilter.mesh;

    newMeshFilter.mesh = mesh;

}

new GameObject() で新規にゲームオブジェクトを生成します。これを実行した時点で自動的にSceneのルートに配置されます。
今回は親子関係を作る必要がないため親は設定しません。

次に、画面に表示するのに必要なコンポーネントを追加します。
具体的には MeshRenderer と MeshFilter です。

そして追加された MeshFilter の Mesh に生成元のオブジェクトのメッシュ情報をコピーします。
（頂点情報やindex、レンダリングタイプなど諸々設定する必要があるため）

以上でセットアップは終わりです。

Updateのタイミングで頂点情報を更新

あとは Update のタイミングで頂点情報を更新してやれば完成です。

計算の手順としては以下です。

元のオブジェクトの頂点を取り出す
取り出した頂点をワールド空間座標に変換する
各頂点をいったん上空に起き、そこから下向きに Ray を飛ばす
ヒットしたらその位置を頂点の高さに設定（ヒットしなかったら 0 にする）
再計算された頂点情報を、投影用オブジェクトの頂点として再設定

という流れです。

頂点をワールド空間座標に変換する

頂点を変換するには以下のようにします。

// 変換用行列を取り出す
Matrix4x4  matrix = meshFilter.transform.localToWorldMatrix;

// 行列を頂点に適用する
Vector3 vec = matrix.MultiplyPoint(vertex);

Rayを飛ばして位置を算出する

頂点が変換できたら、全頂点に対して以下のようにRayを飛ばし、位置を判定します。

foreach (Vector3 vertex in verticies) {
    Vector3 vec = matrix.MultiplyPoint(vertex);
    vec.y = 1000;

    RaycastHit hit;
    if (Physics.Raycast(vec, Vector3.down, out hit)) {
        Vector3 newVert = vec;
        newVert.y = hit.point.y;
        newVerticies[i] = newVert;
    }
    else {
        vec.y = 0;
        newVerticies[i] = vec;
    }

    i++;
}

Updateメソッドコード全文

まとめると、頂点位置計算の処理は以下のようになります。

// Update is called once per frame
void Update () {
    MeshFilter meshFilter   = GetComponent<MeshFilter>();
    Matrix4x4  matrix       = meshFilter.transform.localToWorldMatrix;
    Mesh       mesh         = meshFilter.mesh;
    Vector3[]  verticies    = mesh.vertices;
    Vector3[]  newVerticies = new Vector3[verticies.Length];

    int i = 0;
    foreach (Vector3 vertex in verticies) {
        Vector3 vec = matrix.MultiplyPoint(vertex);
        vec.y = 1000;

        RaycastHit hit;
        if (Physics.Raycast(vec, Vector3.down, out hit)) {
            Vector3 newVert = vec;
            newVert.y = hit.point.y;
            newVerticies[i] = newVert;
        }
        else {
            vec.y = 0;
            newVerticies[i] = vec;
        }

        i++;
    }

    Mesh projectedMesh = m_projectedOject.GetComponent<MeshFilter>().mesh;
    projectedMesh.vertices = newVerticies;

    // 法線情報の更新が必要な場合は以下を実行する
    // projectedMesh.RecalculateNormals();
}

最終コード

動作するコード全文を載せておきます。

ProjectedMesh.cs

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class ProjectedMesh : MonoBehaviour {

    // Use for projected mesh.
    private GameObject m_projectedOject;

    // Use this for initialization
    void Start () {
        CreateProjectedObject();
        GetComponent<MeshRenderer>().enabled = false;
    }


    // Update is called once per frame
    void Update () {
        MeshFilter meshFilter   = GetComponent<MeshFilter>();
        Matrix4x4  matrix       = meshFilter.transform.localToWorldMatrix;
        Mesh       mesh         = meshFilter.mesh;
        Vector3[]  verticies    = mesh.vertices;
        Vector3[]  newVerticies = new Vector3[verticies.Length];

        int i = 0;
        foreach (Vector3 vertex in verticies) {
            Vector3 vec = matrix.MultiplyPoint(vertex);
            vec.y = 1000;

            RaycastHit hit;
            if (Physics.Raycast(vec, Vector3.down, out hit)) {
                Vector3 newVert = vec;
                newVert.y = hit.point.y;
                newVerticies[i] = newVert;
            }
            else {
                vec.y = 0;
                newVerticies[i] = vec;
            }

            i++;
        }

        Mesh projectedMesh = m_projectedOject.GetComponent<MeshFilter>().mesh;
        projectedMesh.vertices = newVerticies;
        // projectedMesh.RecalculateNormals();
    }

    // Create a projected mesh base.
    void CreateProjectedObject() {
        m_projectedOject = new GameObject("ProjectedObject");

        MeshRenderer newRenderer = m_projectedOject.AddComponent<MeshRenderer>();
        MeshFilter newMeshFilter = m_projectedOject.AddComponent<MeshFilter>();

        // Copy a mesh to the game object.
        MeshFilter meshFilter = GetComponent<MeshFilter>();
        Mesh       mesh       = meshFilter.mesh;

        newMeshFilter.mesh = mesh;
    }
}

[Unity] Plane Meshを別のモデルの形状に沿わせる