【Unity3D】3D物體擺放、場景優化案例Demo

PlaceManager.cs(放置管理類)

Ground.cs(地板類)?和?GroundData.cs(地板數據類)

額外知識點說明

1、MeshFilter和MeshRenderer的Bounds區別

?2、Gizmos 繪制一個平行于斜面的立方體

通過網盤分享的文件：PlaceGameDemo2.unitypackage
鏈接: https://pan.baidu.com/s/1Jobzy8JaDqnBmRofNk2-Mw?pwd=fpfm 提取碼: fpfm

PlaceManager.cs(放置管理類)

1、負責加載建筑數據表（BUILD_CONFIG_JSON_STR）json內容
? ? ? ? id:1，Build_A（立方體）、id:2，Build_B（球體）

2、構建世界World類對象（1000*1000*1000大小）以100*100*100的立方體為房間Room填充World空間。
? ? ? ? World由若干個Room組成，Room下可存放若干個處于Room范圍內的物體（Unit封裝）
? ? ? ? 每個Unit均是動態創建并放入相關的Room對象內，Unit會持有1個所屬Room列表(belongRoomList)。
? ? ? ? 每個Unit創建時會存入<unitId, Unit>字典（unitDict）方便獲取以及序列化使用

3、Update方法
? ? ? ? 3.1 控制物體交互（點擊物體開始拖拽、拖拽中、放下物體）
? ? ? ? 3.2?可視處理，從<unitId, Unit>字典遍歷所有已存在Unit，遍歷Unit的belongRoomList房間是否位于攝像機視椎體內（是否可見），若可見則顯示Unit持有的物體，否則隱藏。（可優化）
? ? ? ? 3.3 按下鍵盤空格鍵，動態創建建筑配表的A或B物體并存放于默認地板defaultGround（應動態獲取地板）（可優化僅創建Unit對象放入World相應的Room對象內，由【可視處理】動態創建或顯示物體）
? ? ? ? 3.4 按下鍵盤D鍵，清空場景物體，加載場景序列化文件，反序列化構建World對象（globalWorld），之后會由【可視處理】動態創建或顯示物體。
? ? ? ? 3.5 按下鍵盤S鍵，序列化World對象（globalWorld）保存為（world_json.json）序列化<unitId, Unit>字典（unitDict）保存為（unit_json.json），反序列化會使用到unit_json.json去輔助生成Unit對象填入相應的Room對象的Unit列表。

4、可搜索#region 世界房間單元實體找到World、Room、Unit類。
????????注意使用了[JsonIgnore]忽略某些字段序列化，以及使用[JsonConstructor]強制使用默認類去反序列化時的構造方法。個人認為反序列化時不應該依賴構造方法，而是手動組裝所有類成員，曾試過會出問題，特別是有參構造方法，參數傳入會是空的。

5、MoveGo方法，檢測到地板物體后會拿到地板物體身上的Ground類對象，判斷ground.IsCanPlaceBuild(movingGo)是否可放置在地板上，若可放置就調用ground.PlaceBuild(movingGo)放到地板，地板類會記錄這個物體相關的信息用于判定是否可放置，若不可放置，那么會回到movingStartPos移動開始位置。

Ground.cs(地板類)?和?GroundData.cs(地板數據類)

Ground.cs持有1個GroundData.cs類構建一個以地板為中心的特殊空間。這個類沒有太多作用，基本是與GroundData類對象溝通，用它只是用了一個Gizmos繪制地板的已占據格子。

案例中使用了一個Plane（灰色）地板以及一個Cube（綠色）地板，它們都掛載了Ground類。
每個Ground類是依據地板網格Mesh的Bounds.size和地板自身LocalScale大小相乘得到真實大小去構建GroundData的，并且以SlotSize切割出若干個格子Slot。

如上圖，由于Plane網格是(10,1,10)大小，乘上Scale(100,1,100)得到(1000,1,1000)大小的GroundData，計算出的地板左下角，右上角坐標如上圖(-500,-500), (500,500)，總共會有1000*1000個Slot格子，注意Slot格子是動態創建的。

那么此時HGround物體的GroundData為(1000x1000)的平面，內有1000000個Slot。
為了支持Slot是動態創建的，GroundData存儲Slot是使用Dictionary<int, SlotData> map字典，字典Key是由（y*width+x）構成。

重點分析方法：
1、IsCanPlaceBuild(GameObject go, Action<SlotData> action = null)是否可放置物體，action委托方法是處理一個將可放置Slot對象的方法，PlaceBuild方法會使用到這個。

????????將go物體的世界坐標點轉為地板局部坐標，會得到一個[-5,5]范圍內的坐標，但我們需要的是一個[-500,500]的以上面的HGround大小為例，所以需要【局部坐標】乘以地板的LocalScale，得到一個【相對Ground平面的物體坐標】，之后會使用這個坐標和根據移動物體大小計算出【相對Ground平米的物體MinX,MaxX,MinY,MaxY邊界值】，用這4個邊界值分別處于SlotSize取整才能得到GroundData的下標邊界值【left, right, bottom, top】，遍歷這個邊界值范圍動態獲取或創建SlotData，判斷SlotData有物體hasGo且物體的unitId不等于當前移動物體的unitId時，會立刻退出循環遍歷，返回false不可放置，否則是可放置的，會執行action方法將SlotData傳遞出去處理，返回true可放置。（這里有好幾個坐標系下標概念?要好好理解下）

? ? ? ? 創建SlotData時，其中的center格子中心點是世界坐標系的，主要用途是用于繪制Gizmos使用，它是通過將【相對Ground平面的坐標】除以地板的LocalScale得到【局部坐標】再轉世界坐標，具體代碼說明：

float localPosY = groundSize.y / 2f + slotSize / 2f;
Vector3 localPos = new Vector3((x + 0.5f) * slotSize / localScale.x, 
localPosY / localScale.y, (y + 0.5f) * slotSize / localScale.z);
data.center = ground.TransformPoint(localPos);

localPosY是相對Ground坐標的格子Y軸偏移值，等于地板深度/2加上格子高度/2，因為地板是有深度的，例如使用Cube作為地板網格時，深度是Bounds.size.y*LocalScale.y，如果不偏移這個深度其格子會埋沒在地板內。【localPosY是相對Ground平面的格子坐標Y值】
x,y坐標是GroundData的map下標，它是格子的左下角下標，需要+0.5偏移到中心點再乘以slotSize得到【相對Ground平面的格子坐標】，之后則是除以LocalScale得到【局部坐標】再轉世界坐標。

2、PlaceBuild(GameObject go) 放置物體

????????這個方法使用到了IsCanPlaceBuild方法判定是否可放置，且傳了action委托方法，將所有物體相關的可放入SlotData存儲如List<SlotData>?tempSlotDataList，確定是可放置后會遍歷tempSlotDataList列表將所有SlotData的hasGo設置為True，unitId設置為當前物體unitId。
放置后會將<當前物體，tempSlotDataList>存儲入字典cacheGoSlotDataDict，用于Gizmos繪制紅色方框代表已放置的格子。

3、OnDrawGizmos方法繪制所占據格子的紅色方框

//通過rotationMatrix4矩陣將空間轉到以繪制物體點為中心并且旋轉角度保持與Ground一致的空間 直接進行原點繪制格子
Matrix4x4 oldMatrix4 = Handles.matrix;
Transform groundTrans = slotData.groundData.ground.transform;
Matrix4x4 rotationMatrix4 = Matrix4x4.TRS(slotData.center, Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, groundTrans.up.normalized), Vector3.one);
Gizmos.matrix = rotationMatrix4; //轉移矩陣
Gizmos.DrawWireCube(Vector3.zero, new Vector3(slotSize, slotSize, slotSize));
Gizmos.matrix = oldMatrix4; //復原矩陣

可優化Room也可以使用動態形式場景，類似SlotData一樣的方式即可。

額外知識點說明

1、MeshFilter和MeshRenderer的Bounds區別

MeshFilter.mesh.bounds是網格的AABB盒，其大小和位置均是網格實際大小位置。
MeshRenderer.bounds是場景物體的AABB盒，其大小和位置會隨受物體的TRS矩陣影響，即位移、旋轉、縮放影響。

如上圖，立方體（1,1,1）大小，MeshFilter是前三行數據，MeshRenderer是后三行數據，所以當你想獲取物體的真實大小時，你應該用MeshFilter的形式獲取Mesh.bounds知道它的大小，再乘上它的LocalScale得到，上面的代碼如下

Debug.Log(GetComponent<MeshFilter>().mesh.bounds);
Debug.Log(GetComponent<MeshFilter>().mesh.bounds.center);
Debug.Log(GetComponent<MeshFilter>().mesh.bounds.size);Debug.Log("  ");
Debug.Log(GetComponent<MeshRenderer>().bounds);
Debug.Log(GetComponent<MeshRenderer>().bounds.center);
Debug.Log(GetComponent<MeshRenderer>().bounds.size);

?2、Gizmos 繪制一個平行于斜面的立方體

例如這個小方塊的位置畫一個和它一樣重疊的紅色線框方框，你會發現沒有旋轉。

你必須使用Gizmos.matrix去將空間轉以這個繪制方塊為中心的空間，再進行繪制

using UnityEditor;
using UnityEngine;public class Test : MonoBehaviour
{public Transform ground;private void OnDrawGizmos(){Gizmos.color = Color.red;//Gizmos.DrawWireCube(transform.position, transform.localScale);Matrix4x4 oldMatrix4 = Gizmos.matrix;Matrix4x4 rotationMatrix4 = Matrix4x4.TRS(transform.position,Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, ground.up.normalized), Vector3.one);Gizmos.matrix = rotationMatrix4; //轉移矩陣Gizmos.DrawWireCube(Vector3.zero, transform.localScale);Gizmos.matrix = oldMatrix4; //復原矩陣}
}

可能會有一些Bug，例如銷毀物體時，MarkPlaceLight物體需要移出去，還有銷毀物體時要將相關聯的Unit、SlotData移除之類的操作沒有做的，所以這方面的代碼請自行修復吧...