【Unity3D】3D物体摆放、场景优化案例Demo

PlaceManager.cs(放置管理类)

Ground.cs(地板类) 和 GroundData.cs(地板数据类)

额外知识点说明

1、MeshFilter和MeshRenderer的Bounds区别

2、Gizmos 绘制一个平行于斜面的立方体

通过网盘分享的文件：PlaceGameDemo2.unitypackage
链接: https://pan.baidu.com/s/1Jobzy8JaDqnBmRofNk2-Mw?pwd=fpfm 提取码: fpfm

PlaceManager.cs(放置管理类)

1、负责加载建筑数据表（BUILD_CONFIG_JSON_STR）json内容
id:1，Build_A（立方体）、id:2，Build_B（球体）

2、构建世界World类对象（1000*1000*1000大小）以100*100*100的立方体为房间Room填充World空间。
World由若干个Room组成，Room下可存放若干个处于Room范围内的物体（Unit封装）
每个Unit均是动态创建并放入相关的Room对象内，Unit会持有1个所属Room列表(belongRoomList)。
每个Unit创建时会存入<unitId, Unit>字典（unitDict）方便获取以及序列化使用

3、Update方法
3.1 控制物体交互（点击物体开始拖拽、拖拽中、放下物体）
3.2 可视处理，从<unitId, Unit>字典遍历所有已存在Unit，遍历Unit的belongRoomList房间是否位于摄像机视椎体内（是否可见），若可见则显示Unit持有的物体，否则隐藏。（可优化）
3.3 按下键盘空格键，动态创建建筑配表的A或B物体并存放于默认地板defaultGround（应动态获取地板）（可优化仅创建Unit对象放入World相应的Room对象内，由【可视处理】动态创建或显示物体）
3.4 按下键盘D键，清空场景物体，加载场景序列化文件，反序列化构建World对象（globalWorld），之后会由【可视处理】动态创建或显示物体。
3.5 按下键盘S键，序列化World对象（globalWorld）保存为（world_json.json）序列化<unitId, Unit>字典（unitDict）保存为（unit_json.json），反序列化会使用到unit_json.json去辅助生成Unit对象填入相应的Room对象的Unit列表。

4、可搜索#region 世界房间单元实体找到World、Room、Unit类。
注意使用了[JsonIgnore]忽略某些字段序列化，以及使用[JsonConstructor]强制使用默认类去反序列化时的构造方法。个人认为反序列化时不应该依赖构造方法，而是手动组装所有类成员，曾试过会出问题，特别是有参构造方法，参数传入会是空的。

5、MoveGo方法，检测到地板物体后会拿到地板物体身上的Ground类对象，判断ground.IsCanPlaceBuild(movingGo)是否可放置在地板上，若可放置就调用ground.PlaceBuild(movingGo)放到地板，地板类会记录这个物体相关的信息用于判定是否可放置，若不可放置，那么会回到movingStartPos移动开始位置。

Ground.cs(地板类) 和 GroundData.cs(地板数据类)

Ground.cs持有1个GroundData.cs类构建一个以地板为中心的特殊空间。这个类没有太多作用，基本是与GroundData类对象沟通，用它只是用了一个Gizmos绘制地板的已占据格子。

案例中使用了一个Plane（灰色）地板以及一个Cube（绿色）地板，它们都挂载了Ground类。
每个Ground类是依据地板网格Mesh的Bounds.size和地板自身LocalScale大小相乘得到真实大小去构建GroundData的，并且以SlotSize切割出若干个格子Slot。

如上图，由于Plane网格是(10,1,10)大小，乘上Scale(100,1,100)得到(1000,1,1000)大小的GroundData，计算出的地板左下角，右上角坐标如上图(-500,-500), (500,500)，总共会有1000*1000个Slot格子，注意Slot格子是动态创建的。

那么此时HGround物体的GroundData为(1000x1000)的平面，内有1000000个Slot。
为了支持Slot是动态创建的，GroundData存储Slot是使用Dictionary<int, SlotData> map字典，字典Key是由（y*width+x）构成。

重点分析方法：
1、IsCanPlaceBuild(GameObject go, Action<SlotData> action = null)是否可放置物体，action委托方法是处理一个将可放置Slot对象的方法，PlaceBuild方法会使用到这个。

将go物体的世界坐标点转为地板局部坐标，会得到一个[-5,5]范围内的坐标，但我们需要的是一个[-500,500]的以上面的HGround大小为例，所以需要【局部坐标】乘以地板的LocalScale，得到一个【相对Ground平面的物体坐标】，之后会使用这个坐标和根据移动物体大小计算出【相对Ground平米的物体MinX,MaxX,MinY,MaxY边界值】，用这4个边界值分别处于SlotSize取整才能得到GroundData的下标边界值【left, right, bottom, top】，遍历这个边界值范围动态获取或创建SlotData，判断SlotData有物体hasGo且物体的unitId不等于当前移动物体的unitId时，会立刻退出循环遍历，返回false不可放置，否则是可放置的，会执行action方法将SlotData传递出去处理，返回true可放置。（这里有好几个坐标系下标概念要好好理解下）

创建SlotData时，其中的center格子中心点是世界坐标系的，主要用途是用于绘制Gizmos使用，它是通过将【相对Ground平面的坐标】除以地板的LocalScale得到【局部坐标】再转世界坐标，具体代码说明：

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是相对Ground坐标的格子Y轴偏移值，等于地板深度/2加上格子高度/2，因为地板是有深度的，例如使用Cube作为地板网格时，深度是Bounds.size.y*LocalScale.y，如果不偏移这个深度其格子会埋没在地板内。【localPosY是相对Ground平面的格子坐标Y值】
x,y坐标是GroundData的map下标，它是格子的左下角下标，需要+0.5偏移到中心点再乘以slotSize得到【相对Ground平面的格子坐标】，之后则是除以LocalScale得到【局部坐标】再转世界坐标。

2、PlaceBuild(GameObject go) 放置物体

这个方法使用到了IsCanPlaceBuild方法判定是否可放置，且传了action委托方法，将所有物体相关的可放入SlotData存储如List<SlotData> tempSlotDataList，确定是可放置后会遍历tempSlotDataList列表将所有SlotData的hasGo设置为True，unitId设置为当前物体unitId。
放置后会将<当前物体，tempSlotDataList>存储入字典cacheGoSlotDataDict，用于Gizmos绘制红色方框代表已放置的格子。

3、OnDrawGizmos方法绘制所占据格子的红色方框

//通过rotationMatrix4矩阵将空间转到以绘制物体点为中心并且旋转角度保持与Ground一致的空间 直接进行原点绘制格子
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; //转移矩阵
Gizmos.DrawWireCube(Vector3.zero, new Vector3(slotSize, slotSize, slotSize));
Gizmos.matrix = oldMatrix4; //复原矩阵

可优化Room也可以使用动态形式场景，类似SlotData一样的方式即可。

额外知识点说明

1、MeshFilter和MeshRenderer的Bounds区别

MeshFilter.mesh.bounds是网格的AABB盒，其大小和位置均是网格实际大小位置。
MeshRenderer.bounds是场景物体的AABB盒，其大小和位置会随受物体的TRS矩阵影响，即位移、旋转、缩放影响。

如上图，立方体（1,1,1）大小，MeshFilter是前三行数据，MeshRenderer是后三行数据，所以当你想获取物体的真实大小时，你应该用MeshFilter的形式获取Mesh.bounds知道它的大小，再乘上它的LocalScale得到，上面的代码如下

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 绘制一个平行于斜面的立方体

例如这个小方块的位置画一个和它一样重叠的红色线框方框，你会发现没有旋转。

你必须使用Gizmos.matrix去将空间转以这个绘制方块为中心的空间，再进行绘制

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; //转移矩阵
        Gizmos.DrawWireCube(Vector3.zero, transform.localScale);
        Gizmos.matrix = oldMatrix4; //复原矩阵
    }
}

可能会有一些Bug，例如销毁物体时，MarkPlaceLight物体需要移出去，还有销毁物体时要将相关联的Unit、SlotData移除之类的操作没有做的，所以这方面的代码请自行修复吧...