概要
3DモデルのメッシュカットをOculus Goで行うために軽量化をめざしていろいろやってみたものの解説(？)です。
以前、プロトタイプをベタ張りしたものを大幅に改良しました。まだまだ問題がありますが、大体動くと思います。
大体の動作としてはこのような感じです(Oculus goでの動作)。
これがdoubleの威力かぁ pic.twitter.com/H2WkMGe9Zv
— うしくん (@ushikunv) 2018年12月22日
動かし方
1. 切りたいオブジェクトに、RigidBody、MeshCutのスクリプトをくっつける
2. オブジェクトを切る刀などを用意して、colliderのIsTriggerをONにする。Cutterのスクリプトをくっつける
3. 切る
スクリプト
メッシュカットの基本的な流れは以下で分かりやすく説明されています。
https://qiita.com/edo_m18/items/31961cd19fd19e09b675
単に新たな切断面の頂点を生成していきながら何回もざくざく切っていくと頂点数がどんどん増えてしまうため、Oculus goなどのデバイスで動かそうとすると動作がどんどん重くなってしまいます。そこで出来るだけ動作が軽くなるように、1回の処理の内容は増えますが、繰り返しによって頂点が増えて絶対的な処理量が増えるより、同一平面上にある三角形は出来るだけまとめて、繰り返し切っても頂点が増えないようにする作戦を取ることにしました。
具体的には切断後の頂点を計算しメッシュを作った後(切断面以外)
1.同一平面上にある三角形を判定して全て集める
2.それらの三角形で形成される平面の外周上で、1直線上にある複数の頂点を両端の2点だけにする
3.外周上で順番通りに並び替え、最小の三角形で構成されるように再構成する
切断面に関しては2-3のみです。
基本的にくぼみのあるオブジェクトは想定しておらず、通常の立方体や簡単な立体程度を想定しています。
あと、初めは標準的なVector3を使っていましたが、メッシュの再構成などでfloatだと精度的に不十分なようでdoubleで動作させる必要があるようです。
MeshCutのスクリプト
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class MeshCut : MonoBehaviour
{
private MeshFilter attachedMeshFilter;
private Mesh attachedMesh;
private bool coliBool = false;
private double delta = 0.000000001f;
private float skinWidth = 0.05f;
private bool returnBool = false;
private bool returnBool2 = false;
private bool returnBool3 = false;
void Start()
{
//連続で切ってしまわないように少し遅らせる。適宜調整する
Invoke("BoolOn", 0.2f);
//meshの取得
attachedMeshFilter = GetComponent<MeshFilter>();
attachedMesh = attachedMeshFilter.mesh;
}
void BoolOn()
{
coliBool = true;
}
public void Cut(Plane cutPlane)
{
//coliboolがfalseの時は何もしない
if (coliBool == false)
{
return;
}
returnBool = false;
//いろいろ、Vector3は精度のためにdoubleで扱えるようにしたDVector3を使用↓にclassあり
DVector3 p1, p2, p3;
bool p1Bool, p2Bool, p3Bool;
var uvs1 = new List<Vector2>();
var uvs2 = new List<Vector2>();
var vertices1 = new List<DVector3>();
var vertices2 = new List<DVector3>();
var triangles1 = new List<int>();
var triangles2 = new List<int>();
var normals1 = new List<Vector3>();
var normals2 = new List<Vector3>();
var crossVertices = new List<DVector3>();
//カットしたいオブジェクトのメッシュをトライアングルごとに処理
for (int i = 0; i < attachedMesh.triangles.Length; i += 3)
{
//メッシュの3つの頂点を取得
p1 = new DVector3(transform.TransformPoint(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i]]));
p2 = new DVector3(transform.TransformPoint(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + 1]]));
p3 = new DVector3(transform.TransformPoint(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + 2]]));
//頂点がカットする面のどちら側にあるか
p1Bool = DVector3.Dot(new DVector3(cutPlane.normal), p1) + (double)cutPlane.distance > 0 ? true : false;
p2Bool = DVector3.Dot(new DVector3(cutPlane.normal), p2) + (double)cutPlane.distance > 0 ? true : false;
p3Bool = DVector3.Dot(new DVector3(cutPlane.normal), p3) + (double)cutPlane.distance > 0 ? true : false;
//3つの頂点が同じ側にある場合はそのまま代入、頂点がカットする場合はその処理を行う
if (p1Bool && p2Bool && p3Bool)
{
//3つの頂点が同じ側にある、そのままそれぞれの1に代入
for (int k = 0; k < 3; k++)
{
vertices1.Add(new DVector3(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + k]]));
uvs1.Add(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + k]]);
normals1.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + k]]);
triangles1.Add(vertices1.Count - 1);
}
}
else if (!p1Bool && !p2Bool && !p3Bool)
{
//3つの頂点が同じ側にある、そのままそれぞれの２に代入
for (int k = 0; k < 3; k++)
{
vertices2.Add(new DVector3(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + k]]));
uvs2.Add(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + k]]);
normals2.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + k]]);
triangles2.Add(vertices2.Count - 1);
}
}
else
{
//3つの頂点が同じ側にない場合の処理１、以下仲間外れの頂点をp,それ以外をcとする
DVector3 p, c1, c2;
int n1, n2, n3;
if ((p1Bool && !p2Bool && !p3Bool) || (!p1Bool && p2Bool && p3Bool))
{
p = p1;
c1 = p2;
c2 = p3;
n1 = 0;
n2 = 1;
n3 = 2;
}
else if ((!p1Bool && p2Bool && !p3Bool) || (p1Bool && !p2Bool && p3Bool))
{
p = p2;
c1 = p3;
c2 = p1;
n1 = 1;
n2 = 2;
n3 = 0;
}
else
{
p = p3;
c1 = p1;
c2 = p2;
n1 = 2;
n2 = 0;
n3 = 1;
}
//カットした面に生じる新しい頂点を計算、カットする平面の法線方向に対するpとcの距離の比からc-pの長さを決める
DVector3 cross1 = p + (c1 - p) * (((double)cutPlane.distance + DVector3.Dot(new DVector3(cutPlane.normal), p)) / DVector3.Dot(new DVector3(cutPlane.normal), p - c1));
DVector3 cross2 = p + (c2 - p) * (((double)cutPlane.distance + DVector3.Dot(new DVector3(cutPlane.normal), p)) / DVector3.Dot(new DVector3(cutPlane.normal), p - c2));
//新しい頂点のuvを計算、pとcの間で線形補間
Vector2 cross1Uv = Vector2.Lerp(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n1]], attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n2]], (float)System.Math.Sqrt((cross1 - p).sqrMagnitude / (p - c1).sqrMagnitude));
Vector2 cross2Uv = Vector2.Lerp(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n1]], attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n3]], (float)System.Math.Sqrt((cross2 - p).sqrMagnitude / (p - c2).sqrMagnitude));
//本来はDVector3内でやりたいがよくわからないのでVector3のInverseTransfromPointを使用
cross1 = new DVector3(transform.InverseTransformPoint(cross1.ToVector3()));
cross2 = new DVector3(transform.InverseTransformPoint(cross2.ToVector3()));
//断面をつくるために取っておく
crossVertices.Add(cross1);
crossVertices.Add(cross2);
//pの２通りの処理、カットする面に対してどちらにあるかで異なる
if ((p1Bool && !p2Bool && !p3Bool) || (!p1Bool && p2Bool && !p3Bool) || (!p1Bool && !p2Bool && p3Bool))
{
//p側のメッシュを追加
vertices1.Add(cross1);
uvs1.Add(cross1Uv);
normals1.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
triangles1.Add(vertices1.Count - 1);
vertices1.Add(cross2);
uvs1.Add(cross2Uv);
normals1.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
triangles1.Add(vertices1.Count - 1);
vertices1.Add(new DVector3(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + n1]]));
uvs1.Add(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
normals1.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
triangles1.Add(vertices1.Count - 1);
//c側のメッシュを追加１
vertices2.Add(cross2);
uvs2.Add(cross2Uv);
normals2.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
triangles2.Add(vertices2.Count - 1);
vertices2.Add(new DVector3(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + n2]]));
uvs2.Add(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n2]]);
normals2.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n2]]);
triangles2.Add(vertices2.Count - 1);
vertices2.Add(new DVector3(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + n3]]));
uvs2.Add(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n3]]);
normals2.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n3]]);
triangles2.Add(vertices2.Count - 1);
//c側のメッシュを追加2
vertices2.Add(cross2);
uvs2.Add(cross2Uv);
normals2.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
triangles2.Add(vertices2.Count - 1);
vertices2.Add(cross1);
triangles2.Add(vertices2.Count - 1);
uvs2.Add(cross1Uv);
normals2.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
vertices2.Add(new DVector3(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + n2]]));
uvs2.Add(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n2]]);
normals2.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n2]]);
triangles2.Add(vertices2.Count - 1);
}
else
{
//p側のメッシュを追加
vertices2.Add(cross1);
triangles2.Add(vertices2.Count - 1);
uvs2.Add(cross1Uv);
normals2.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
vertices2.Add(cross2);
triangles2.Add(vertices2.Count - 1);
uvs2.Add(cross2Uv);
normals2.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
vertices2.Add(new DVector3(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + n1]]));
uvs2.Add(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
normals2.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
triangles2.Add(vertices2.Count - 1);
//c側のメッシュを追加１
vertices1.Add(cross2);
triangles1.Add(vertices1.Count - 1);
uvs1.Add(cross2Uv);
normals1.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
vertices1.Add(new DVector3(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + n2]]));
uvs1.Add(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n2]]);
normals1.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n2]]);
triangles1.Add(vertices1.Count - 1);
vertices1.Add(new DVector3(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + n3]]));
uvs1.Add(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n3]]);
normals1.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n3]]);
triangles1.Add(vertices1.Count - 1);
//c側のメッシュを追加2
vertices1.Add(cross2);
triangles1.Add(vertices1.Count - 1);
uvs1.Add(cross2Uv);
normals1.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
vertices1.Add(cross1);
triangles1.Add(vertices1.Count - 1);
uvs1.Add(cross1Uv);
normals1.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n1]]);
vertices1.Add(new DVector3(attachedMesh.vertices[attachedMesh.triangles[i + n2]]));
uvs1.Add(attachedMesh.uv[attachedMesh.triangles[i + n2]]);
normals1.Add(attachedMesh.normals[attachedMesh.triangles[i + n2]]);
triangles1.Add(vertices1.Count - 1);
}
}
}
//meshを減らす処理を行う。(断面以外の処理)、↓に関数あり
reduceMesh(ref vertices1, ref uvs1, ref normals1, cutPlane);
//reduceMesh中でCutの中断を判断した場合にreturnする
if (returnBool)
{
return;
}
reduceMesh(ref vertices2, ref uvs2, ref normals2, cutPlane);
if (returnBool)
{
return;
}
//断面をつくる処理
if (crossVertices.Count != 0)
{
//断面で頂点を減らす処理、直線上にある頂点を2つのみにする
for (int i = 0; i < crossVertices.Count; i += 2)
{
for (int k = i + 2; k < crossVertices.Count; k += 2)
{
//4つの頂点が一直線上にあるか、まず2つのベクトルが平行かどうか
if (System.Math.Abs(DVector3.Dot((crossVertices[i] - crossVertices[i + 1]).normalized, (crossVertices[k] - crossVertices[k + 1]).normalized)) > 1 - delta)
{
//同一の頂点を持つかどうか→一直線上にある
if ((crossVertices[i] - crossVertices[k]).sqrMagnitude < delta || (crossVertices[i] - crossVertices[k + 1]).sqrMagnitude < delta
|| (crossVertices[i + 1] - crossVertices[k]).sqrMagnitude < delta || (crossVertices[i + 1] - crossVertices[k + 1]).sqrMagnitude < delta)
{
//以下重なる点に応じた処理、両端を残して後を消去
if ((crossVertices[i] - crossVertices[k]).sqrMagnitude < (crossVertices[i + 1] - crossVertices[k]).sqrMagnitude)
{
crossVertices.Add(crossVertices[i + 1]);
if ((crossVertices[i] - crossVertices[k]).sqrMagnitude < (crossVertices[i] - crossVertices[k + 1]).sqrMagnitude)
{
crossVertices.Add(crossVertices[k + 1]);
}
else
{
crossVertices.Add(crossVertices[k]);
}
crossVertices.RemoveRange(k, 2);
crossVertices.RemoveRange(i, 2);
}
else
{
crossVertices.Add(crossVertices[i]);
if ((crossVertices[i + 1] - crossVertices[k]).sqrMagnitude < (crossVertices[i + 1] - crossVertices[k + 1]).sqrMagnitude)
{
crossVertices.Add(crossVertices[k + 1]);
}
else
{
crossVertices.Add(crossVertices[k]);
}
crossVertices.RemoveRange(k, 2);
crossVertices.RemoveRange(i, 2);
}
i -= 2;
break;
}
}
}
}
//断面の三角形を作る処理
//等しい点を消去
for (int i = 0; i < crossVertices.Count; i++)
{
for (int j = i + 1; j < crossVertices.Count; j++)
{
if ((crossVertices[i] - crossVertices[j]).sqrMagnitude < delta)
{
crossVertices.RemoveAt(j);
i--;
break;
}
}
}
//外周の頂点を並び替え、crossVertices[0]と[1]を基準としてそれぞれの点を並び替える
for (int i = 2; i < crossVertices.Count; i++)
{
for (int j = i + 1; j < crossVertices.Count; j++)
{
if (System.Math.Acos(DVector3.Dot((crossVertices[0] - crossVertices[1]).normalized, (crossVertices[0] - crossVertices[i]).normalized)) >= System.Math.Acos(DVector3.Dot((crossVertices[0] - crossVertices[1]).normalized, (crossVertices[0] - crossVertices[j]).normalized)))
{
//角度が等しい、一直線上にある場合。本来はないはずだが・・・
if (System.Math.Acos(DVector3.Dot((crossVertices[0] - crossVertices[1]).normalized, (crossVertices[0] - crossVertices[i]).normalized)) == System.Math.Acos(DVector3.Dot((crossVertices[0] - crossVertices[1]).normalized, (crossVertices[0] - crossVertices[j]).normalized)))
{
//基準を変える
if ((crossVertices[0] - crossVertices[i]).sqrMagnitude > (crossVertices[0] - crossVertices[j]).sqrMagnitude)
{
crossVertices.Insert(0, crossVertices[j]);
crossVertices.RemoveAt(j + 1);
}
else
{
crossVertices.Insert(0, crossVertices[i]);
crossVertices.RemoveAt(i + 1);
}
i = 1;
break;
}
//並び替え
crossVertices.Insert(i, crossVertices[j]);
crossVertices.RemoveAt(j + 1);
i = 1;
break;
}
}
}
for (int i = 1; i < crossVertices.Count - 1; i++)
{
//断面のnormalとuvの設定。uvを特別に設定する場合は変えてください
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
normals1.Add(-cutPlane.normal);
uvs1.Add(new Vector2(0, 0));
normals2.Add(cutPlane.normal);
uvs2.Add(new Vector2(0, 0));
}
//断面の三角形を追加する 面の表の方向が正しくなるように判断して追加
if (Vector3.Dot(transform.TransformDirection(DVector3.Cross((crossVertices[i] - crossVertices[0]).normalized, (crossVertices[i + 1] - crossVertices[i]).normalized).ToVector3()), cutPlane.normal) < delta)
{
vertices1.Add(crossVertices[0]);
vertices1.Add(crossVertices[i]);
vertices1.Add(crossVertices[i + 1]);
vertices2.Add(crossVertices[i]);
vertices2.Add(crossVertices[0]);
vertices2.Add(crossVertices[i + 1]);
}
else
{
vertices1.Add(crossVertices[i]);
vertices1.Add(crossVertices[0]);
vertices1.Add(crossVertices[i + 1]);
vertices2.Add(crossVertices[0]);
vertices2.Add(crossVertices[i]);
vertices2.Add(crossVertices[i + 1]);
}
}
}
//ひとつのtriangleについてそれぞれ3つずつの頂点を作っているため最後に順番通りにいれる
triangles1.Clear();
for (int i = 0; i < vertices1.Count; i++)
{
triangles1.Add(i);
}
triangles2.Clear();
for (int i = 0; i < vertices2.Count; i++)
{
triangles2.Add(i);
}
//DVector3を通常のVector3に直す、もっと賢いやりかたがありそう
var list1 = new List<Vector3>();
for (int i = 0; i < vertices1.Count; i++)
{
list1.Add(vertices1[i].ToVector3());
}
var list2 = new List<Vector3>();
for (int i = 0; i < vertices2.Count; i++)
{
list2.Add(vertices2[i].ToVector3());
}
//カット後のオブジェクト生成、いろいろといれる
GameObject obj = new GameObject("cut obj", typeof(MeshFilter), typeof(MeshRenderer), typeof(MeshCollider), typeof(Rigidbody), typeof(MeshCut));
var mesh = new Mesh();
mesh.vertices = list1.ToArray();
mesh.triangles = triangles1.ToArray();
mesh.uv = uvs1.ToArray();
mesh.normals = normals1.ToArray();
obj.GetComponent<MeshFilter>().mesh = mesh;
obj.GetComponent<MeshRenderer>().materials = GetComponent<MeshRenderer>().materials;
obj.GetComponent<MeshCollider>().sharedMesh = mesh;
obj.GetComponent<MeshCollider>().cookingOptions = MeshColliderCookingOptions.CookForFasterSimulation;
obj.GetComponent<MeshCollider>().convex = true;
obj.GetComponent<MeshCollider>().material = GetComponent<Collider>().material;
obj.transform.position = transform.position;
obj.transform.rotation = transform.rotation;
obj.transform.localScale = transform.localScale;
obj.GetComponent<Rigidbody>().velocity = GetComponent<Rigidbody>().velocity;
obj.GetComponent<Rigidbody>().angularVelocity = GetComponent<Rigidbody>().angularVelocity;
obj.GetComponent<MeshCut>().skinWidth = skinWidth;
GameObject obj2 = new GameObject("cut obj", typeof(MeshFilter), typeof(MeshRenderer), typeof(MeshCollider), typeof(Rigidbody), typeof(MeshCut));
var mesh2 = new Mesh();
mesh2.vertices = list2.ToArray();
mesh2.triangles = triangles2.ToArray();
mesh2.uv = uvs2.ToArray();
mesh2.normals = normals2.ToArray();
obj2.GetComponent<MeshFilter>().mesh = mesh2;
obj2.GetComponent<MeshRenderer>().materials = GetComponent<MeshRenderer>().materials;
obj2.GetComponent<MeshCollider>().sharedMesh = mesh2;
obj2.GetComponent<MeshCollider>().cookingOptions = MeshColliderCookingOptions.CookForFasterSimulation;
obj2.GetComponent<MeshCollider>().convex = true;
obj2.GetComponent<MeshCollider>().material = GetComponent<Collider>().material;
obj2.transform.position = transform.position;
obj2.transform.rotation = transform.rotation;
obj2.transform.localScale = transform.localScale;
obj2.GetComponent<Rigidbody>().velocity = GetComponent<Rigidbody>().velocity;
obj2.GetComponent<Rigidbody>().angularVelocity = GetComponent<Rigidbody>().angularVelocity;
obj2.GetComponent<MeshCut>().skinWidth = skinWidth;
//このオブジェクトをデストロイ
Destroy(gameObject);
}
void reduceMesh(ref List<DVector3> vertices, ref List<Vector2> uvs, ref List<Vector3> normals, Plane cutPlane)
{
var verticeIndices = new List<int>();
var pVertices = new List<DVector3>();
var pNormals = new List<Vector3>();
var pUvs = new List<Vector2>();
for (int i = 0; i < vertices.Count; i += 3)
{
//まずは同一平面上にある三角形を見つけ出すが、基準となるiをとりあえず追加
verticeIndices.Clear();
verticeIndices.Add(i);
for (int j = i + 3; j < vertices.Count; j += 3)
{
//同一の平面上にある三角形かどうか。deltaで調整
if (DVector3.Dot(DVector3.Cross((vertices[i + 1] - vertices[i]).normalized, (vertices[i + 2] - vertices[i + 1]).normalized).normalized,
DVector3.Cross((vertices[j + 1] - vertices[j]).normalized, (vertices[j + 2] - vertices[j + 1]).normalized).normalized) > 1 - delta)
{
verticeIndices.Add(j);
}
//全ての三角形について計算してループの最後に行う処理
if (j == vertices.Count - 3)
{
//三角形が1つの場合は何もする必要なし
if (verticeIndices.Count > 1)
{
//平面上の三角形が2つ以上ある場合
//pの入れ物に三角形を3つの直線にしていれる
for (int k = 0; k < verticeIndices.Count; k++)
{
for (int l = 0; l < 3; l++)
{
pVertices.Add(vertices[verticeIndices[k] + l]);
pNormals.Add(normals[verticeIndices[k] + l]);
pUvs.Add(uvs[verticeIndices[k] + l]);
pVertices.Add(vertices[verticeIndices[k] + numRep(l + 1)]);
pNormals.Add(normals[verticeIndices[k] + numRep(l + 1)]);
pUvs.Add(uvs[verticeIndices[k] + numRep(l + 1)]);
}
}
//等しい直線を消す（面の外周でない線を消す）
int sameLineCount = 0;
for (int k = 0; k < pVertices.Count; k += 2)
{
for (int l = k + 2; l < pVertices.Count; l += 2)
{
if (((pVertices[l + 1] - pVertices[k]).sqrMagnitude < delta) && ((pVertices[l] - pVertices[k + 1]).sqrMagnitude < delta))
{
sameLineCount++;
pVertices.RemoveRange(l, 2);
pVertices.RemoveRange(k, 2);
pNormals.RemoveRange(l, 2);
pNormals.RemoveRange(k, 2);
pUvs.RemoveRange(l, 2);
pUvs.RemoveRange(k, 2);
k -= 2;
break;
}
}
}
//同一平面上のn個の隣接する三角形にはn-1個の等しい直線があるはずが、ない場合(ここまでの処理がうまくいっていない場合)は処理をやめる
//ここらへんは検討中 → 新しい処理追加
if (sameLineCount != verticeIndices.Count - 1)
{
//同一平面上にあるが三角形が隣接していない場合（本来同一平面上と判定されるはずの三角形が
//同一平面上と判定されなかった(切断面の頂点を求める際にある2点がほぼ同じ値を取ってしまった場合)）
//にcutPlaneをちょっとずらしてもう一度計算させる。
//一度だけ処理させるように以下の分岐でゴニョゴニョ
if (returnBool2)
{
returnBool = true;
returnBool3 = true;
return;
}
returnBool2 = true;
//ずらす量は暫定的
Cut(new Plane(cutPlane.normal, -cutPlane.normal * cutPlane.distance + new Vector3(0.02f, 0.02f, 0.02f)));
if (returnBool3)
{
returnBool = false;
returnBool2 = false;
}
else
{
returnBool = true;
}
return;
}
for (int l = 0; l < pVertices.Count; l += 2)
{
for (int k = l + 2; k < pVertices.Count; k += 2)
{
//4つの頂点が一直線上にあるか、2つのベクトルが平行かどうか
if (System.Math.Abs(DVector3.Dot((pVertices[l] - pVertices[l + 1]).normalized, (pVertices[k] - pVertices[k + 1]).normalized)) > 1 - delta)
{
//同一の点を持つ→一直線上にある
if ((pVertices[l] - pVertices[k]).sqrMagnitude < delta || (pVertices[l] - pVertices[k + 1]).sqrMagnitude < delta
|| (pVertices[l + 1] - pVertices[k]).sqrMagnitude < delta || (pVertices[l + 1] - pVertices[k + 1]).sqrMagnitude < delta)
{
//以下重なる点に応じた処理、両端を残して後を消去
if ((pVertices[l] - pVertices[k]).sqrMagnitude < (pVertices[l + 1] - pVertices[k]).sqrMagnitude)
{
pVertices.Add(pVertices[l + 1]);
pNormals.Add(pNormals[l + 1]);
pUvs.Add(pUvs[l + 1]);
if ((pVertices[l] - pVertices[k]).sqrMagnitude < (pVertices[l] - pVertices[k + 1]).sqrMagnitude)
{
pVertices.Add(pVertices[k + 1]);
pNormals.Add(pNormals[k + 1]);
pUvs.Add(pUvs[k + 1]);
}
else
{
pVertices.Add(pVertices[k]);
pNormals.Add(pNormals[k]);
pUvs.Add(pUvs[k]);
}
pVertices.RemoveRange(k, 2);
pVertices.RemoveRange(l, 2);
pNormals.RemoveRange(k, 2);
pNormals.RemoveRange(l, 2);
pUvs.RemoveRange(k, 2);
pUvs.RemoveRange(l, 2);
}
else
{
pVertices.Add(pVertices[l]);
pNormals.Add(pNormals[l]);
pUvs.Add(pUvs[l]);
if ((pVertices[l + 1] - pVertices[k]).sqrMagnitude < (pVertices[l + 1] - pVertices[k + 1]).sqrMagnitude)
{
pVertices.Add(pVertices[k + 1]);
pNormals.Add(pNormals[k + 1]);
pUvs.Add(pUvs[k + 1]);
}
else
{
pVertices.Add(pVertices[k]);
pNormals.Add(pNormals[k]);
pUvs.Add(pUvs[k]);
}
pVertices.RemoveRange(k, 2);
pVertices.RemoveRange(l, 2);
pNormals.RemoveRange(k, 2);
pNormals.RemoveRange(l, 2);
pUvs.RemoveRange(k, 2);
pUvs.RemoveRange(l, 2);
}
l -= 2;
break;
}
}
}
}
//等しい点を消す
for (int k = 0; k < pVertices.Count; k++)
{
for (int l = k + 1; l < pVertices.Count; l++)
{
if ((pVertices[k] - pVertices[l]).sqrMagnitude < delta)
{
pVertices.RemoveAt(l);
pNormals.RemoveAt(l);
pUvs.RemoveAt(l);
}
}
}
//外周上の点を順番に並び替える.pVertices[0],[1]を基準として並び替え
for (int k = 2; k < pVertices.Count; k++)
{
for (int l = k + 1; l < pVertices.Count; l++)
{
if (System.Math.Acos(DVector3.Dot((pVertices[0] - pVertices[1]).normalized, (pVertices[0] - pVertices[k]).normalized)) >= System.Math.Acos(DVector3.Dot((pVertices[0] - pVertices[1]).normalized, (pVertices[0] - pVertices[l]).normalized)))
{
//等しくなってしまう場合
if (System.Math.Acos(DVector3.Dot((pVertices[0] - pVertices[1]).normalized, (pVertices[0] - pVertices[k]).normalized)) == System.Math.Acos(DVector3.Dot((pVertices[0] - pVertices[1]).normalized, (pVertices[0] - pVertices[l]).normalized)))
{
if ((pVertices[0] - pVertices[k]).sqrMagnitude > (pVertices[0] - pVertices[l]).sqrMagnitude)
{
pVertices.Insert(0, pVertices[l]);
pVertices.RemoveAt(l + 1);
pNormals.Insert(0, pNormals[l]);
pNormals.RemoveAt(l + 1);
pUvs.Insert(0, pUvs[l]);
pUvs.RemoveAt(l + 1);
}
else
{
pVertices.Insert(0, pVertices[k]);
pVertices.RemoveAt(k + 1);
pNormals.Insert(0, pNormals[k]);
pNormals.RemoveAt(k + 1);
pUvs.Insert(0, pUvs[k]);
pUvs.RemoveAt(k + 1);
}
k = 1;
break;
}
//並び替え
pVertices.Insert(k, pVertices[l]);
pVertices.RemoveAt(l + 1);
pNormals.Insert(k, pNormals[l]);
pNormals.RemoveAt(l + 1);
pUvs.Insert(k, pUvs[l]);
pUvs.RemoveAt(l + 1);
k = 1;
break;
}
}
}
//外周上の並び替えられた頂点を全て三角形で結ぶように追加
for (int k = 1; k < pVertices.Count - 1; k++)
{
vertices.Insert(0, pVertices[k + 1]);
normals.Insert(0, pNormals[k + 1]);
uvs.Insert(0, pUvs[k + 1]);
vertices.Insert(0, pVertices[k]);
normals.Insert(0, pNormals[k]);
uvs.Insert(0, pUvs[k]);
vertices.Insert(0, pVertices[0]);
normals.Insert(0, pNormals[0]);
uvs.Insert(0, pUvs[0]);
}
//追加したので古いのを消去
for (int k = verticeIndices.Count - 1; k >= 0; k--)
{
vertices.RemoveRange(verticeIndices[k] + 3 * (pVertices.Count - 2), 3);
normals.RemoveRange(verticeIndices[k] + 3 * (pVertices.Count - 2), 3);
uvs.RemoveRange(verticeIndices[k] + 3 * (pVertices.Count - 2), 3);
}
//処理した三角形を考慮してループの位置を調整
i += 3 * (pVertices.Count - 3);
//初期化しておく
pVertices.Clear();
pNormals.Clear();
pUvs.Clear();
break;
}
}
}
}
}
//ループで使いたかった関数
int numRep(int i)
{
if (i % 3 == 0)
{
return 0;
}
else if (i % 3 == 1)
{
return 1;
}
else if (i % 3 == 2)
{
return 2;
}
else
{
return 0;
}
}
}
//Vector3をdoubleで使うクラス、使う機能のみ
public class DVector3
{
public double x;
public double y;
public double z;
public DVector3(Vector3 a)
{
x = a.x;
y = a.y;
z = a.z;
}
public DVector3(double a, double b, double c)
{
x = a;
y = b;
z = c;
}
public double sqrMagnitude
{
get { return x * x + y * y + z * z; }
}
public Vector3 ToVector3()
{
return new Vector3((float)x, (float)y, (float)z);
}
public override string ToString()
{
return string.Format("({0:0.00000}, {1:0.00000}, {2:0.00000})", x, y, z);
}
public DVector3 normalized
{
get { return new DVector3(x / System.Math.Sqrt(this.sqrMagnitude), y / System.Math.Sqrt(this.sqrMagnitude), z / System.Math.Sqrt(this.sqrMagnitude)); }
}
public static double Dot(DVector3 a, DVector3 b)
{
return a.x * b.x + a.y * b.y + a.z * b.z;
}
public static DVector3 Cross(DVector3 a, DVector3 b)
{
return new DVector3(a.y * b.z - a.z * b.y, a.z * b.x - a.x * b.z, a.x * b.y - a.y * b.x);
}
public static DVector3 operator -(DVector3 a, DVector3 b)
{
return new DVector3(a.x - b.x, a.y - b.y, a.z - b.z);
}
public static DVector3 operator +(DVector3 a, DVector3 b)
{
return new DVector3(a.x + b.x, a.y + b.y, a.z + b.z);
}
public static DVector3 operator *(DVector3 a, double b)
{
return new DVector3(a.x * b, a.y * b, a.z * b);
}
public static DVector3 operator /(DVector3 a, double b)
{
return new DVector3(a.x / b, a.y / b, a.z / b);
}
}
Cutterのスクリプト
Cutterは刀などを用いる場合の刃先の一方向のみで切断する方法と
ライトセーバーなどで動かした方向に切断する方法のどちらかを採用。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class Cutter : MonoBehaviour {
// 動く方向で切断する場合
// private Vector3 prePos = Vector3.zero;
// private Vector3 prePos2 = Vector3.zero;
// void FixedUpdate ()
// {
// prePos = prePos2;
// prePos2 = transform.position;
// }
// このコンポーネントを付けたオブジェクトのCollider.IsTriggerをONにする
void OnTriggerEnter(Collider other)
{
var meshCut = other.gameObject.GetComponent<MeshCut>();
if (meshCut == null) { return; }
//一方向のみで切断する方法、方向については適宜変更
var cutPlane = new Plane (transform.right, transform.position);
//動きで切断する場合
//var cutPlane = new Plane (Vector3.Cross(transform.forward.normalized, prePos - transform.position).normalized, transform.position);
meshCut.Cut(cutPlane);
}
}
最後に
遊んで改良してくれるとうれしいです
切断後の体積を計算して重さもちゃんと振り分けたら良さそう