[동적 sphere 생성을 통한 3D 캐주얼게임 만들기] 2. 지오데식 구체 생성 스크립트
Unity/동적 sphere 생성을 통한 3D 캐주얼게임 만들기 2019. 12. 24. 16:58|
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//Store each of the vertex information in a triangle
//각 삼각형의 정점 인덱스 정보를 저장
public struct TrianglePoly
{
public int triA, triB, triC;
public TrianglePoly(int triA, int triB, int triC)
{
this.triA = triA;
this.triB = triB;
this.triC = triC;
}
}
//Store the outer coordinates of each planet piece
//행성을 구성하는 조각들의 정점 좌표 저장
public struct OutlineVector
{
public Vector3 triA, triB, triC;
public OutlineVector(Vector3 triA, Vector3 triB, Vector3 triC)
{
this.triA = triA;
this.triB = triB;
this.triC = triC;
}
}
public class GenerateIcosphere : MonoBehaviour {
/*
* This script records the creation of Icosphere-based mesh information
* and the range position information for each piece
*/
protected List<List<TrianglePoly>> generateSurface;
protected List<TrianglePoly> trianglePoly;
protected List<Vector3> vertexes;
protected List<OutlineVector> outlinePositions;
//Create a Icosahedron
//가장 기본이 되는 정 20면체를 생성합니다.
protected void InitIcosahedron()
{
trianglePoly = new List<TrianglePoly>();
vertexes = new List<Vector3>();
//20면체의 기준이 되는 3개의 직사각형 길이 r (=구의 지름)
float r = (1f + Mathf.Sqrt(5f)) / 2f;
vertexes.Add(new Vector3(-1f, r, 0f).normalized);
vertexes.Add(new Vector3(1f, r, 0f).normalized);
vertexes.Add(new Vector3(-1f, -r, 0f).normalized);
vertexes.Add(new Vector3(1f, -r, 0f).normalized);
vertexes.Add(new Vector3(0f, -1f, r).normalized);
vertexes.Add(new Vector3(0f, 1f, r).normalized);
vertexes.Add(new Vector3(0f, -1f, -r).normalized);
vertexes.Add(new Vector3(0f, 1f, -r).normalized);
vertexes.Add(new Vector3(r, 0f, -1f).normalized);
vertexes.Add(new Vector3(r, 0f, 1f).normalized);
vertexes.Add(new Vector3(-r, 0f, -1f).normalized);
vertexes.Add(new Vector3(-r, 0f, 1f).normalized);
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(0, 11, 5));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(0, 5, 1));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(0, 1, 7));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(0, 7, 10));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(0, 10, 11));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(1, 5, 9));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(5, 11, 4));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(11, 10, 2));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(10, 7, 6));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(7, 1, 8));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(3, 9, 4));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(3, 4, 2));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(3, 2, 6));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(3, 6, 8));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(3, 8, 9));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(4, 9, 5));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(2, 4, 11));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(6, 2, 10));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(8, 6, 7));
trianglePoly.Add(new TrianglePoly(9, 8, 1));
}
//Divide each side of the triangle in half
//삼각형을 반으로 나눕니다.
private int GetMiddlePointVertexesIndex(Dictionary<int, int> cache, int key1, int key2)
{
int retVerticeIndex;
//인덱스 키 생성(높은 인덱스 값(상위 16비트) + 낮은 인덱스 값(하위 16비트))를 생성
int sKey = Mathf.Min(key1, key2);
int lKey = Mathf.Max(key1, key2);
int key = (sKey << 16) + lKey;
//생성된 인덱스 키를 검색하여 이미 가지고 있는 값이라면 반환하여 연산을 줄여줍니다.
if (cache.TryGetValue(key, out retVerticeIndex))
{
return retVerticeIndex;
}
Vector3 vPoint1 = vertexes[key1];
Vector3 vPoint2 = vertexes[key2];
Vector3 middlePoint = Vector3.Lerp(vPoint1, vPoint2, .5f).normalized;
retVerticeIndex = vertexes.Count;
vertexes.Add(middlePoint);
cache.Add(key, retVerticeIndex);
return retVerticeIndex;
}
//Distribute each triangle as much detail as the desired sphere,
//and position each planet piece by the range
//divCount : sphere detail, generateMapRange : planet piece by the range
//사용자가 원하는 만큼 매끄러운 구체를 만듭니다. 또한 한 조각의 크기 또한 정합니다.
protected void SubdividedTriangles(int divCount, int generateMapRange)
{
generateSurface = new List<List<TrianglePoly>>();
outlinePositions = new List<OutlineVector>();
Dictionary<int, int> midPointCache = new Dictionary<int, int>();
for (int i = 0; i <= divCount; i++)
{
//원하는 조각 크기가 될 때까지 단순 분할을 수행합니다.
if (i <= generateMapRange)
{
List<TrianglePoly> newTriPoly = new List<TrianglePoly>();
foreach (TrianglePoly tri in trianglePoly)
{
int a = tri.triA;
int b = tri.triB;
int c = tri.triC;
int ab = GetMiddlePointVertexesIndex(midPointCache, a, b);
int bc = GetMiddlePointVertexesIndex(midPointCache, b, c);
int ca = GetMiddlePointVertexesIndex(midPointCache, c, a);
newTriPoly.Add(new TrianglePoly(a, ab, ca));
newTriPoly.Add(new TrianglePoly(b, bc, ab));
newTriPoly.Add(new TrianglePoly(c, ca, bc));
newTriPoly.Add(new TrianglePoly(ab, bc, ca));
}
//원하는 조각 범위에 도달하면 각 조각 정점 정보를 저장합니다.
if (i == generateMapRange)
{
foreach (TrianglePoly tri in newTriPoly)
{
List<TrianglePoly> newSurface = new List<TrianglePoly>();
newSurface.Add(tri);
generateSurface.Add(newSurface);
outlinePositions.Add(new OutlineVector(
vertexes[tri.triA],
vertexes[tri.triB],
vertexes[tri.triC]));
}
}
else
{
//나눠진 조각 정보를 갱신합니다.
trianglePoly = newTriPoly;
}
}
//각 행성 조각이 결정된 이후에는 조각마다 분할 연산을 수행합니다.
else
{
List<List<TrianglePoly>> newGenerateSurface = new List<List<TrianglePoly>>();
foreach (List<TrianglePoly> polygon in generateSurface)
{
List<TrianglePoly> newPoly = new List<TrianglePoly>();
foreach (TrianglePoly tri in polygon)
{
int a = tri.triA;
int b = tri.triB;
int c = tri.triC;
int ab = GetMiddlePointVertexesIndex(midPointCache, a, b);
int bc = GetMiddlePointVertexesIndex(midPointCache, b, c);
int ca = GetMiddlePointVertexesIndex(midPointCache, c, a);
newPoly.Add(new TrianglePoly(a, ab, ca));
newPoly.Add(new TrianglePoly(b, bc, ab));
newPoly.Add(new TrianglePoly(c, ca, bc));
newPoly.Add(new TrianglePoly(ab, bc, ca));
}
newGenerateSurface.Add(newPoly);
}
generateSurface = newGenerateSurface;
}
}
}
}
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cs |
지오데식 구란 길이가 일정한 정삼각형으로만 이루어진 구형을 말합니다.
원리는 정 20면체로 이루어진 가장 기본적인 지오데식 구를 생성하여, 각 삼각형을 나눔으로서 구형에 가까운 매끈한 표면을 만드는 것입니다.
제일 긴 부분의 길이가 (1f + Mathf.Sqrt(5f)) / 2f 인 직사각형 3개를 그림과 같이 배치합니다. 그떄 각 꼭지점을 이으면 정 20면체를 만들 수 있습니다.
(또는 정 팔면체의 꼭지점을 황금비로 나누어도 20면체의 각 버텍스 정보를 알 수 있습니다)
그 후 각 면을 이루는 정삼각형을 계속 반으로 나누면, 움짤과 같이 매끄한 구형을 생성할 수 있습니다.
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