Unity - 导出的FBX模型，无法将 vector4 保存在 uv 中（使用 Unity Mesh 保存即可）

企业开发 2023-12-16 21:20:08 阅读次数: 0

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目的

备忘，便于日后自己索引

问题

为了学习了解大厂项目的效果：
上周为了将 王者荣耀的 杨玉环 的某个皮肤的头发效果还原
所以我想直接抓模型，再还原 shader
我使用的还是以前的老方法： GPA + 夜神模拟器，具体可以查看以前的另一篇教程，具体参考：教你如何使用GPA导出模型，另送一个 GPA CSV2MESH Tool in unity
在这里插入图片描述

抓出来的数据，导出 FBX 后，我看不出什么异常

直到，我逐行的 shader 还原效果的时候
发现 vertex input 数据有 float4 uv1 : TEXCOORD1; float4 uv2 : TEXCOORD2;

但是发现 shader 调试发现，uv1, uv2 使用颜色输出都发现了数据不对的 BUG

然后我还想在 unity Game 视图下，使用 RenderDoc 抓帧分析一下
结果 Load RenderDoc 之后，直接导致 unity 闪退
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

瞄了一下 CSharp 代码，发现我使用的是 Mesh.uv API，getter and setter 都是 Vector2[] 的，所以 zw 是不可能设置上的
在这里插入图片描述

然后瞄了一下 Mesh 是有 void SetUVs(int channel, Vector4[] uvs) 的 API 的
在这里插入图片描述
但是经过测试，还是发现 UV的 zw 无法保存下来
在这里插入图片描述

最终我问了一下unity 技术官方，结果他们测试是OK的 (因为他们是对 Mesh 内存数据的实时修改)
然后我也试了一下，确实OK，但是经过自己跟进一步测试，发现使用 FBX Exporter 导出之后，UV 还是会丢失的
我将测试总结一下： unity Mesh 中会保存 uv vector4 的数据，到时经过 FBX Exporter 插件导出之后，uv 就不可能保存 Vector4 了
在这里插入图片描述

然后我分析了一下 FBX Exporter 插件的代码
发现一丢丢问题：

  1. 我将 FBX Exporter Local 化后，再按照我下面截图的内容，修改后，还是无法导出 （如何 local 化，可以参考我之前的文章：Unity - 如何修改一个 Package 或是如何将 Package Local化 ）
    在这里插入图片描述

  2. 发现 Unity 中 AutoDesk 的 package 里面封装的 API FbxLayerElemetnUV.Create 进入是继承 UV2 的
    也要先 local，但是这个 package 比较特殊，在 PackageManager 中不显示的，方法可以是先从 Library/PackageCache/[email protected] 剪贴到 [项目目录]/Packages/下面，然后使用 Package add from disk 的方式
    然后再开始修改代码
    从 public class FbxLayerElementUV : FbxLayerElementTemplateFbxVector2 修改为
    新 public class FbxLayerElementUV : FbxLayerElementTemplateFbxVector4
    结果发现还是不行

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

因为之前说的，unity editor 下，无论 game view, 还是 scene view
直接 Load RenderDoc 都会导致unity 闪退
然后我再使用 RenderDoc + 真机 抓帧分析，果然是没有 vertex input TEXCOORD0 zw 分量数据的
在这里插入图片描述

解决方案

于是我就有点怀疑 FBX 是不能保存 uv 超过4 分量数据的
然后百度： ‘fbx 文本 file header’ 找到这篇：

google ‘fbx ascii file header’ 找到：

经过前面 （还有很多篇）

看完 ascii 格式的 FBX 头文件后，我就知道，uv 存不了 vector4 了，那我就在猜

王者荣耀 也是使用 unity 开发的，难不成他们 TEXCOORD[N] 保存超过 2 个以上的分量数据都是使用 unity Mesh 的方式来保存的吗？

验证

  • 试一下 unity mesh 能否成功 - OK
  • 测试一下 *.obj 格式能否将 uv 保存超过 2 个分量以上的数据 - OK，但是AB打包可能不会打进去（目录中注意的部分会有讲到）

保存为 Unity Mesh 结果 - OK

先构建uv数据
在这里插入图片描述
然后设置数据
在这里插入图片描述
然后 shader 打印
在这里插入图片描述

之前的z是全黑色，w全白色，现在都有对应的强度了，OK，说明 unity mesh 还是OK的
想要了解 unity mesh 如何保存数据，我们可以将 AssetDatabase.CreateAsset 之后的 Mesh.asset 文件用文本编辑器打开，瞄一下就好啦
在这里插入图片描述

保存为 *.obj 文件结果 - not OK，但是可以 DIY importer

首先我们用 blender 简单整一个 cube，将 uv 展好，如下
在这里插入图片描述

然后导出 *.obj 放到 unity 里面瞄一下，如下图
在这里插入图片描述
然后我们直接给 obj 里面的 vt 增加 字段数据的分量，看看 unity 有否变化，然后发现是没有变化的
在这里插入图片描述

然后我们发现修改不了 原始的 .obj 里面在 library 下的 mesh cache 信息 （.fbx） 同样如此

比如下面的代码，我将问题写在注释了

        var assetObj = AssetDatabase.LoadAssetAtPath<Object>(assetPath); // assetObj == null
        var modelPrefab = AssetDatabase.LoadAssetAtPath<GameObject>(assetPath); // modelPrefab == null
        var mesh_filter = modelPrefab.GetComponentInChildren<MeshFilter>(); // 所有导致 modelPrefab 出现空引用的 BUG

完整如下


public class AssetsImporterExt : AssetPostprocessor
{
    
    
    private void OnPreprocessModel()
    {
    
    
        var mi = assetImporter as ModelImporter;
        if (mi == null) return;

        // assetPath == "Assets/Test/Test_uv.obj"
        var assetPath = assetImporter.assetPath;
        var assetObj = AssetDatabase.LoadAssetAtPath<Object>(assetPath); // assetObj == null
        var modelPrefab = AssetDatabase.LoadAssetAtPath<GameObject>(assetPath); // modelPrefab == null
        var mesh_filter = modelPrefab.GetComponentInChildren<MeshFilter>(); // 所有导致 modelPrefab 出现空引用的 BUG
        if (mesh_filter == null) return;
        var mesh = mesh_filter.sharedMesh;
        var uvs = new List<Vector4>();
        mesh.GetUVs(0, uvs);
        var ext = System.IO.Path.GetExtension(assetPath).ToLower();
        if (ext == ".obj")
        {
    
    
            var spliter = new string[] {
    
     " " };
            var sb = new StringBuilder();
            var dirty = false;
            using(var reader = new StreamReader(assetPath))
            {
    
    
                var idx = 0;
                while (!reader.EndOfStream)
                {
    
    
                    var line = reader.ReadLine();
                    if (line.StartsWith("vt"))
                    {
    
    
                        sb.Clear();
                        var args = line.Split(spliter, System.StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
                        if (args.Length > 3) sb.Append(args[3]);
                        if (args.Length > 4) sb.Append(" " + args[4]);
                        Debug.Log($"extension uv data zw : {
      
      sb}");

                        var uv_data = uvs[idx]; // get from array

                        if (args.Length > 3)
                        {
    
    
                            if (!float.TryParse(args[3], out float val)
                                || float.IsNaN(val)
                                || float.IsInfinity(val)
                                )
                            {
    
    
                                val = 0f;
                            }

                            uv_data.z = val; // update z component
                        }

                        if (args.Length > 4)
                        {
    
    
                            if (!float.TryParse(args[4], out float val)
                                || float.IsNaN(val)
                                || float.IsInfinity(val)
                                )
                            {
    
    
                                val = 0f;
                            }

                            uv_data.w = val; // update w component
                        }

                        uvs[idx] = uv_data; // update to array

                        ++idx;
                        dirty = true;
                    } // end of if (line.StartsWith("vt"))
                } // end of while (!reader.EndOfStream)
            } // end of using(var reader = new StreamReader(assetPath))
            if (dirty)
            {
    
    
                EditorUtility.SetDirty(mesh);
                EditorUtility.SetDirty(modelPrefab);
                AssetDatabase.SaveAssetIfDirty(modelPrefab);
            }
        } // end of if (ext == ".obj")
    }

既然 原始模型的 mesh 修改不了，那么我们可以处理 prefab 里面的 mesh，下面进行尝试一下
其实这帖子 FBX export/import only supports Vector2 in UV (but the uvs can contain upto Vector4 in Unity) 里面也有人是这样的思路，如下图
在这里插入图片描述

先来一段代码，看看能否修改成功

    private void OnPostprocessPrefab(GameObject gameObject)
    {
    
    
        var mf = gameObject.GetComponentInChildren<MeshFilter>();
        if (mf == null) return;
        var mesh_path = AssetDatabase.GetAssetPath(mf.sharedMesh);
        Debug.Log($"mehs_path : {
      
      mesh_path}");

        var mesh = mf.sharedMesh;
        var uvs = new List<Vector4>();
        mesh.GetUVs(0, uvs);
        var ext = System.IO.Path.GetExtension(mesh_path).ToLower();
        if (ext == ".obj")
        {
    
    
            var spliter = new string[] {
    
     " " };
            var sb = new StringBuilder();
            var dirty = false;
            using (var reader = new StreamReader(mesh_path))
            {
    
    
                var idx = 0;
                while (!reader.EndOfStream)
                {
    
    
                    var line = reader.ReadLine();
                    if (line.StartsWith("vt"))
                    {
    
    
                        sb.Clear();
                        var args = line.Split(spliter, System.StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
                        if (args.Length > 3) sb.Append(args[3]);
                        if (args.Length > 4) sb.Append(" " + args[4]);
                        Debug.Log($"extension uv data zw : {
      
      sb}");

                        var uv_data = uvs[idx]; // get from array

                        if (args.Length > 3)
                        {
    
    
                            if (!float.TryParse(args[3], out float val)
                                || float.IsNaN(val)
                                || float.IsInfinity(val)
                                )
                            {
    
    
                                val = 0f;
                            }

                            uv_data.z = val; // update z component
                        }

                        if (args.Length > 4)
                        {
    
    
                            if (!float.TryParse(args[4], out float val)
                                || float.IsNaN(val)
                                || float.IsInfinity(val)
                                )
                            {
    
    
                                val = 0f;
                            }

                            uv_data.w = val; // update w component
                        }

                        uvs[idx] = uv_data; // update to array

                        ++idx;
                        dirty = true;
                    } // end of if (line.StartsWith("vt"))
                } // end of while (!reader.EndOfStream)
            } // end of using(var reader = new StreamReader(assetPath))
            if (dirty)
            {
    
    
                mesh.SetUVs(0, uvs);
                EditorUtility.SetDirty(mesh);
                EditorUtility.SetDirty(gameObject);
                AssetDatabase.SaveAssetIfDirty(gameObject);
                AssetDatabase.SaveAssets();
                AssetDatabase.Refresh();
            }
        } // end of if (ext == ".obj")
    }

在这里插入图片描述

OK，有了上面的 postprocess 代码 + prefab，我们 reimport 测试一下
在这里插入图片描述
可以看到 Test_uv.obj 里面的 mesh 的 uv 从 flaot2 变成了 float4 了，如下图
在这里插入图片描述

然后我们看一下 测试 shader 的效果，发现是有数据异常的，一部分有设置成功，一部分没有，那么很有可能是 *.obj 的顶点数解析和unity不一样
在这里插入图片描述

首先，瞄一下，*.obj 里面有 14 条 uv 信息 xy 分量是原来的，后面的 zw (0.25, 0.5) 都是我后续增加的
在这里插入图片描述

然后我们断点发现，unity 解析出来，会有 24 个 uv 信息，如下图
在这里插入图片描述

观察了一下规律，可以发现，他将一些多面共点，拆分为分别的三角面的对应的独立点
因此我们可以根据 uv.xy 如果坐标相同，那么我们就将 uv.zw 记录一份，共享这些 uv.xy 的数据的 zw 数据即可
继续修改一下代码

    private void OnPostprocessPrefab(GameObject gameObject)
    {
    
    
        var mf = gameObject.GetComponentInChildren<MeshFilter>();
        if (mf == null) return;
        var mesh_path = AssetDatabase.GetAssetPath(mf.sharedMesh);
        Debug.Log($"mehs_path : {
      
      mesh_path}");

        var mesh = mf.sharedMesh;
        var uvs = new List<Vector4>();
        mesh.GetUVs(0, uvs);
        var ext = System.IO.Path.GetExtension(mesh_path).ToLower();
        if (ext == ".obj")
        {
    
    
            var dict = new Dictionary<string, Vector2>();
            var spliter = new string[] {
    
     " " };
            var sb = new StringBuilder();
            var dirty = false;
            using (var reader = new StreamReader(mesh_path))
            {
    
    
                var idx = 0;
                while (!reader.EndOfStream)
                {
    
    
                    var line = reader.ReadLine();
                    if (line.StartsWith("vt"))
                    {
    
    
                        sb.Clear();
                        var args = line.Split(spliter, System.StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
                        if (args.Length > 3) sb.Append(args[3]);
                        if (args.Length > 4) sb.Append(" " + args[4]);
                        Debug.Log($"extension uv data zw : {
      
      sb}");

                        var uv_data = uvs[idx]; // get from array
                        var key1 = float.Parse(args[1]).ToString("0.000000");
                        var key2 = float.Parse(args[2]).ToString("0.000000");
                        var key = $"{
      
      key1},{
      
      key2}";
                        if (!dict.TryGetValue(key, out var zwVec))
                        {
    
    
                            if (args.Length > 3)
                            {
    
    
                                if (!float.TryParse(args[3], out float val)
                                    || float.IsNaN(val)
                                    || float.IsInfinity(val)
                                    )
                                {
    
    
                                    val = 0f;
                                }

                                uv_data.z = val; // update z component
                            }

                            if (args.Length > 4)
                            {
    
    
                                if (!float.TryParse(args[4], out float val)
                                    || float.IsNaN(val)
                                    || float.IsInfinity(val)
                                    )
                                {
    
    
                                    val = 0f;
                                }

                                uv_data.w = val; // update w component
                            }

                            zwVec.x = uv_data.z;
                            zwVec.y = uv_data.w;

                            dict[key] = new Vector2(zwVec.x, zwVec.y); // update to dict
                        }

                        uvs[idx] = uv_data; // update to array

                        ++idx;
                        dirty = true;
                    } // end of if (line.StartsWith("vt"))
                } // end of while (!reader.EndOfStream)
            } // end of using(var reader = new StreamReader(assetPath))
            if (dirty)
            {
    
    
                // 将 xy 相同的都共用 uv.zw 数据
                for (int i = 0; i < uvs.Count; i++)
                {
    
    
                    var uv = uvs[i];
                    var key = $"{
      
      uv.x.ToString("0.000000")},{
      
      uv.y.ToString("0.000000")}";
                    if (dict.TryGetValue(key, out var zwVec))
                    {
    
    
                        uv.z = zwVec.x;
                        uv.w = zwVec.y;
                        uvs[i] = uv;
                    }
                }
                mesh.SetUVs(0, uvs);
                EditorUtility.SetDirty(mesh);
                EditorUtility.SetDirty(gameObject);
                AssetDatabase.SaveAssetIfDirty(gameObject);
                AssetDatabase.SaveAssets();
                AssetDatabase.Refresh();
            }
        } // end of if (ext == ".obj")
    }

查看渲染结果，正常了
在这里插入图片描述

然后我们试试修改 *.obj 里面的uv 扩展数据瞄一下效果如何
在这里插入图片描述

最后的渲染效果如下
在这里插入图片描述

注意

  • *.obj 这种方式暂时没去验证能否将打包出来的 ab 里面的 mesh 修改（因为里头的文件信息是再 library 里面的临时生成的问题，打包不会打包进去）

  • 但是使用 *.asset 来保存 unity mesh 的方式肯定可以，因为变成了文件信息

References

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转载自blog.csdn.net/linjf520/article/details/133993603
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