CN112825197B - Unity中群集动画快速渲染的方法、存储介质 - Google Patents
Unity中群集动画快速渲染的方法、存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种Unity中群集动画快速渲染的方法、存储介质，方法包括：创建模型动画的模型动画序列帧，通过Mesh数组存储所述模型动画序列帧的每一动画帧；创建一渲染对象数组，所述渲染对象数组内的各个元素对应存储待渲染的群集动画中各个单位的渲染对象数据；监听到对应群集动画的更新消息后，遍历所述渲染对象数组，依据所述Mesh数组对当前遍历到的模型动画的待渲染动画帧进行渲染。本发明不仅能够显著提高渲染速度、优化渲染计算；而且能够突破性能瓶颈，确保系统运行正常；进一步地，还具有易于实现、大大减少内存占用等优点。
Description
技术领域
本发明涉及Unity动画领域，具体涉及Unity中群集动画快速渲染的方法、存储介质。
背景技术
现有技术中，在Unity制作一个三维模型动画(比如一只鱼的游动)，一般使用Unity的动画系统。该系统会通过Unity的SkinMeshRender组件计算模型的顶点变形，然后在表型后的模型进行渲染。但是顶点变形会有一定性能开销特别是在移动平台上这种开销就更明显了。如果需要成百上千的同种模型动画这种变形计算就会造成巨大性能瓶颈。
因此，有必要提供一种Unity中群集动画快速渲染的方法、存储介质，能够实现在Unity中渲染大规模群集动画，如大规模的鱼群、鸟群、蜂群等的动画，且能够大大减少性能开销。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种Unity中群集动画快速渲染的方法、存储介质，能大量减少性能开销，确保系统性能稳定。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种Unity中群集动画快速渲染的方法，包括：
创建模型动画的模型动画序列帧，通过Mesh数组存储所述模型动画序列帧的每一动画帧；
创建一渲染对象数组，所述渲染对象数组内的各个元素对应存储待渲染的群集动画中的各个模型动画；
监听到对应群集动画的更新消息后，遍历所述渲染对象数组，依据所述Mesh数组对当前遍历到的模型动画的待渲染动画帧进行渲染。
本发明提供的另一个技术方案为：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序在被处理器执行时，能够实现上述一种Unity中群集动画快速渲染的方法。
本发明的有益效果在于：本发明通过预先烘培好一个模型动画的顶点变形，并将其进行缓存；在后续渲染集群动画时，能够直接调用缓存好的烘培结果进行烘培。即不需要对群集的每一个模型动画都进行顶点变形计算，也不用在烘培前再做变形处理，以此实现快速地完成集群动画得渲染，从而提升系统性能。
附图说明
图1为本发明一种Unity中群集动画快速渲染的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一和实施例二中烘焙过程的流程示意图；
图3为本发明实施例一和实施例二中渲染过程的流程示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：预先烘培好一个模型动画的顶点变形并缓存；在后续渲染集群动画时，直接调用缓存好的烘培结果进行烘培即可。
本发明涉及的技术术语解释：
请参照图1，本发明提供一种Unity中群集动画快速渲染的方法，包括：
创建模型动画的模型动画序列帧，通过Mesh数组存储所述模型动画序列帧的每一动画帧；
创建一渲染对象数组，所述渲染对象数组内的各个元素对应存储待渲染的群集动画中各个单位的渲染对象数据；
监听到对应群集动画的更新消息后，遍历所述渲染对象数组，依据所述Mesh数组对当前遍历到的模型动画的待渲染动画帧进行渲染。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：现有技术需对每一个动画模型变形后再渲染；而本申请先将一个动画模型按一定的帧率进行烘培后缓存，调用时直接将烘培结果用于渲染，而无需进行变形，由此实现了快速地渲染得到群集动画效果，大大优化系统性能。
进一步地，所述渲染对象数组中的各个元素对应存储各个模型动画包括位置、旋转和当前动画时间的帧信息；
所述方法还包括：
初始化所述渲染对象数组时，将所述渲染对象数组中的各个元素的当前动画时间在0至所述模型动画的帧计数范围内随机赋值。
由上述描述可知，将集群的各个模型动画的顶点变形结果存储到渲染对象数组的各个元素中，方便烘培时快速调用；将各个模型动画的当前动画时间进行随机设置，能够最大限度打破集群中每个模型动画得一致性，从而丰富动画展示效果。
进一步地，所述依据所述Mesh数组对当前遍历到的模型动画的待渲染动画帧进行渲染，具体为：
控制将当前遍历到的模型动画的当前动画时间设置为其下一个动画时间；
计算当前遍历到的模型动画对应所述当前动画时间时，对应所述Mesh数组的当前动画帧序号；
对所述当前动画帧序号对应的动画帧进行渲染，得到对应的动画。
由上述描述可知，实现了基于存储模型动画序列帧的Mesh数组快速渲染得到集群中各个模型动画在下一动画时间的动画展示效果。
进一步地，所述方法还包括：
创建N个结构体，所述N与集群动画中模型动画的数量对应；
将各个模型动画的帧信息分别存放至各个结构体中；
将所述N个结构体添加至所述渲染对象数组中，作为所述渲染对象数组的元素。
由上述描述可知，实现了将集群中的各个模型动画以数组方式进行存储，方便烘培操作，同时也能加快烘培速度。
进一步地，所述创建模型动画的模型动画序列帧，具体为：
创建模型动画的预制体；
依据所述预制体，创建模型动画的模型动画序列帧资源。
由上述描述可知，实现了一个模型动画顶点变形的预先计算获取。
进一步地，所述依据所述预制体，创建模型动画的模型动画序列帧资源，通过Mesh数组存储所述模型动画序列帧的每一动画帧，具体为：
实例化所述预制体，创建对应的游戏对象；
获取所述游戏对象上的动画组件和蒙皮网格渲染器组件；
获取所述蒙皮网格渲染器组建上的材质对象，保存到变量mat；
创建Mesh数组，其长度为预设的帧计数；
获取动画组件中的动画时长，保存到变量length；
遍历所述Mesh数组，对当前遍历到的模型顶点执行包括：变量i取值从0至帧计数-1，设置动画组件的动画进度为i*length/帧计数，以及调用蒙皮网格渲染器组件烘培当前遍历到的模型顶点变形后的模型顶点，并保存烘焙后的模型顶点至所述Mesh数组的第i个元素。
由上述描述可知，在一具体实例中，通过创建一个脚本来实现模型序列帧资源地创建，具备准确性和高效性。
本发明提供的另一个技术方案为：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序在被处理器执行时，能够实现上述下述Unity中群集动画快速渲染的方法：
创建模型动画的模型动画序列帧；
创建一渲染对象数组，所述渲染对象数组内的各个元素对应存储待渲染的群集动画中的各个渲染对象数据；
创建Mesh数组，所述Mesh数组内的各个元素对应存储所述模型动画序列帧的每一动画帧；
监听到对应群集动画的更新消息后，遍历所述渲染对象数组，依据所述Mesh数组对当前遍历到的模型动画的待渲染动画帧进行渲染。
进一步地，所述渲染对象数组中的各个元素对应存储各个模型动画包括位置、旋转和当前动画时间的帧信息；
所述方法还包括：
初始化所述渲染对象数组时，将所述渲染对象数组中的各个元素的当前动画时间在0至所述模型动画的帧计数范围内随机赋值。
进一步地，所述依据所述Mesh数组对当前遍历到的模型动画的待渲染动画帧进行渲染，具体为：
控制将当前遍历到的模型动画的当前动画时间设置为其下一个动画时间；
计算当前遍历到的模型动画对应所述当前动画时间时，对应所述Mesh数组的当前动画帧序号；
对所述当前动画帧序号对应的动画帧进行渲染，得到对应的动画。
进一步地，所述方法还包括：
创建一个序列帧渲染类，且所述序列帧渲染类监听所述渲染对象数组的更新消息；
将所述渲染对象数组和所述Mesh数组分别添加到所述序列帧渲染类中；
在所述序列帧渲染类中设置模型动画的帧率。
进一步地，所述方法还包括：
创建N个结构体，所述N与集群动画中模型动画的数量对应；
将各个模型动画的帧信息分别存放至各个结构体中；
将所述N个结构体添加至所述渲染对象数组中，作为所述渲染对象数组的元素。
进一步地，所述创建模型动画的模型动画序列帧，具体为：
创建模型动画的预制体；
依据所述预制体，创建模型动画的模型动画序列帧资源。
进一步地，所述依据所述预制体，创建模型动画的模型动画序列帧资源，通过Mesh数组存储所述模型动画序列帧的每一动画帧，具体为：
实例化所述预制体，创建对应的游戏对象；
获取所述游戏对象上的动画组件和蒙皮网格渲染器组件；
获取所述蒙皮网格渲染器组建上的材质对象，保存到变量mat；
创建Mesh数组，其长度为预设的帧计数；
获取动画组件中的动画时长，保存到变量length；
遍历所述Mesh数组，对当前遍历到的模型顶点执行包括：变量i取值从0至帧计数-1，设置动画组件的动画进度为i*length/帧计数，以及调用蒙皮网格渲染器组件烘培当前遍历到的模型顶点变形后的模型顶点，并保存烘焙后的模型顶点至所述Mesh数组的第i个元素。
请参照图2和图3，本发明的实施例一为：
一种Unity中群集动画快速渲染的方法，包括：
S1：创建模型动画的模型动画序列帧，通过Mesh数组存储所述模型动画序列帧的每一动画帧；
请参阅图1，本实施例步骤S1的烘焙过程可以包括：
S10：创建模型动画的预制体；
S11：依据所述预制体，创建模型动画的模型动画序列帧资源，通过Mesh数组存储所述模型动画序列帧的每一动画帧。
所述S11步骤具体包括：
实例化所述预制体，创建对应的游戏对象；
获取所述游戏对象上的动画组件和蒙皮网格渲染器组件；
获取所述蒙皮网格渲染器组建上的材质对象，保存到变量mat；
创建Mesh数组，其长度为预设的帧计数；
获取动画组件中的动画时长，保存到变量length；
遍历所述Mesh数组，对当前遍历到的模型顶点执行包括：变量i取值从0至帧计数-1，设置动画组件的动画进度为i*length/帧计数，以及调用蒙皮网格渲染器组件烘培当前遍历到的模型顶点变形后的模型顶点，并保存烘焙后的模型顶点至所述Mesh数组的第i个元素。
请参阅图2，本实施例的渲染过程包括：
S2：创建一个序列帧渲染类，且所述序列帧渲染类监听渲染对象数组的更新消息；
S3：创建一渲染对象数组FrameInfo，所述渲染对象数组内的各个元素对应存储待渲染的群集动画中的各个单位的渲染对象数据；
具体地，所述渲染对象数组中的各个元素对应存储各个模型动画包括位置、旋转和当前动画时间的帧信息；
该步骤具体包括：
S31：创建N个结构体，所述N与集群动画中模型动画的数量对应；
S32：将各个模型动画的帧信息分别存放至各个结构体中；
S33：将所述N个结构体添加至所述渲染对象数组中，作为所述渲染对象数组的元素。
S4：在所述序列帧渲染类中设置模型动画的帧率；
S5：初始化所述渲染对象数组时，将所述渲染对象数组中的各个元素的当前动画时间在0至所述模型动画的帧计数范围内随机赋值。
S6：将所述渲染对象数组和步骤S11所述Mesh数组分别添加到所述序列帧渲染类中；
S8：监听到对应群集动画的更新消息后，遍历所述渲染对象数组，依据所述Mesh数组对当前遍历到的模型动画的待渲染动画帧进行渲染；
该步骤具体包括：
S81：控制将当前遍历到的模型动画的当前动画时间设置为其下一个动画时间；
S82：计算当前遍历到的模型动画对应所述当前动画时间时，对应所述Mesh数组的当前动画帧序号；
S83：对所述当前动画帧序号对应的动画帧进行渲染，得到对应的动画。
针对现有技术在对大量模型动画渲染前需要计算每个动画的模型顶点变形。但实际上群集动画一般都是使用相同的模型，每个动画都做模型顶点变形的话存在大量冗余计算的技术问题。本实施例通过采用缓存顶点变形计算结果的方法，规避了每次渲染前的顶点变形计算，以此大量减少性能开销。
请参照图2和图3，本发明的实施例二为：
本实施例对实施例作进一步限定：
提供一种Unity中群集动画快速渲染的方法，包括：
一、为模型动画创建模型动画序列帧，请参阅图2，步骤如下：
1.1、创建动画对象的预制体(prefab，Unity中用于管理游戏对象的一种数据格式)，以下是在UnityEditor中操作步骤：
(1)将带有动画的Fbx模型文件导入Unity，Unity导入选项里的Animation Type选择Legacy。
(2)新建一个空场景，将导入文件拖动到Hierarchy面板中，这样会在场景中创建一个游戏对象(导入的模型)。这个游戏对象会自动创建Animation组件(Unity自带的动画组件)和SkinMeshRenderer组件(Unity自带的网格渲染组件)。
(3)在Hierarchy面板中选择游戏对象，并拖动到Project中，这时Unity会在Project中自动创建一个预制体。
1.2、创建一个脚本用于创建模型序列帧资源，脚本运行时执行以下步骤：
(1)实例化动画对象的预制体，这时场景中会创建对应的游戏对象。
(2)获取游戏对象上的Animation(动画)组件和SkinMeshRenderer(蒙皮网格渲染器)组件，获取SkinMeshRenderer组件上的材质对象(sharedMeterial成员变量)，保存到变量mat。
(3)按需要指定一个序列帧数量(命名为frameCount，这个数量可以根据情况决定，数量越多，生成动画精度越高，但所占存储空间越大)，创建一个长度为frameCount(帧计数)的Mesh数组。获取Animation组件中的动画时间长度，保存在变量length。
(4)遍历Mesh数组，变量i取值从0到frameCount-1，每次遍历设置Animation的动画进度为i*length/frameCount，(这个数量可以根据情况决定，数量越多，生成动画精度越高，但所占存储空间越大)然后调用SkinMeshRenderer的BakeMesh方法烘焙当前进度的模型顶点变形后的Mesh，保存到Mesh数组的第i个元素。
遍历结束后，Mesh数组就保存了模型的序列帧信息。
二、依据序列帧进行动画渲染，请参阅图3，步骤如下：
1.1创建一个结构体(以下命名为FrameInfo)，用于存放每个模型动画的位置(Position)，旋转(Rotate)和当前动画时间(Elapsed)。
1.2创建一个序列帧渲染类(以下命名为MeshFrame)，这个类用于渲染模型序列帧动画，可以继承自Unity的Monobehavious(Unity的组件基类，可以监听每帧更新的消息Update)。
1.3为序列帧渲染类MeshFrame添加一个Mesh数组用于存储模型序列帧，初始化时可用烘焙后的模型序列帧为其赋值(即上述1.2(4)的Mesh数组)。
1.4为序列帧渲染类MeshFrame添加一个成员变量(FrameRate)用于存储模型动画的帧率，初始化时为其赋值。如通过设置帧率为0.1s来控制播放速度为0.1s换一帧。
1.5为序列帧渲染类MeshFrame添加一个frameInfos数组(以下命名为frameInfos，即渲染对象数组)，数组长度为需要渲染的动画的个数。初始化时给FrameInfo数组里所有元素的当前动画时间Elapsed在范围0到(frameCount-1)/FrameRate内随机赋值，可以最大限度打破每个模型动画的一致性。
1.6在序列帧渲染类MeshFrame的Update方法(Unity引擎会每个模型自动调用一次此方法)中，遍历渲染对象数组frameInfos的所有元素，使它们的Elapsed自增(帧间隔)Time.DeltaTime(Unity中系统变量，记录当前帧和上一帧之间的时间间隔)。计算当前帧序号frame，(确定下一个要调用的模型)使用以下语句：
int frame＝Mathf.FloorToInt(time*FrameCount)％meshes.Length；
(Mathf.FloorToInt为Unity向下取整的方法)
那么这个渲染对象数组frameInfos代表的模型动画在这一帧需要渲染的模型就为meshes[frame]，接下来使用Unity的Graphics.DrawMesh方法，传入meshes[frame]、Position、Ratate以及mat等参数，就可以渲染出这个这一帧的动画模型。
这样MeshFrame会在每帧不断更新frameInfos，其中的frame也会在0～frameCount之间循环递增，以此渲染模型序列帧。
实施例三
本实施例对应实施例一和实施例二，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序在被处理器执行时，能够实现上述实施例一或实施例二任意一项所述的一种Unity中群集动画快速渲染的方法所包含的步骤。具体的步骤在此不进行复述，详情请参阅实施例一和实施例二的记载。
综上所述，本发明提供的一种Unity中群集动画快速渲染的方法、存储介质，不仅能够显著提高渲染速度、优化渲染计算；而且能够突破性能瓶颈，确保系统运行正常；进一步地，还具有易于实现、大大减少内存占用等优点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种Unity中群集动画快速渲染的方法，其特征在于，包括：
创建模型动画的模型动画序列帧，通过Mesh数组存储所述模型动画序列帧的每一动画帧；
创建一渲染对象数组，所述渲染对象数组内的各个元素对应存储待渲染的群集动画中各个单位的渲染对象数据；
监听到对应群集动画的更新消息后，遍历所述渲染对象数组，依据所述Mesh数组对当前遍历到的模型动画的待渲染动画帧进行渲染；
所述创建模型动画的模型动画序列帧，通过Mesh数组存储所述模型动画序列帧的每一动画帧，具体为：
创建模型动画的预制体；
依据所述预制体，创建模型动画的模型动画序列帧资源，并存储在Mesh数组；
所述依据所述预制体，创建模型动画的模型动画序列帧资源，并存储在Mesh数组，具体为：
实例化所述预制体，创建对应的游戏对象；
获取所述游戏对象上的动画组件和蒙皮网格渲染器组件；
获取所述蒙皮网格渲染器组建上的材质对象，保存到变量mat；
创建Mesh数组，其长度为预设的帧计数；
获取动画组件中的动画时长，保存到变量length；
遍历所述Mesh数组，对当前遍历到的模型顶点执行包括：变量i取值从0至帧计数-1，设置动画组件的动画进度为i*length/帧计数，以及调用蒙皮网格渲染器组件烘培当前遍历到的模型顶点变形后的模型顶点，并保存烘焙后的模型顶点至所述Mesh数组的第i个元素；
所述依据所述Mesh数组对当前遍历到的模型动画的待渲染动画帧进行渲染，具体为：
控制将当前遍历到的模型动画的当前动画时间设置为其下一个动画时间；
计算当前遍历到的模型动画对应所述当前动画时间时，对应所述Mesh数组的当前动画帧序号；
对所述当前动画帧序号对应的动画帧进行渲染，得到对应的动画。
2.如权利要求1所述的一种Unity中群集动画快速渲染的方法，其特征在于，所述渲染对象数组中的各个元素对应存储各个模型动画包括位置、旋转和当前动画时间的帧信息；
所述方法还包括：
初始化所述渲染对象数组时，将所述渲染对象数组中的各个元素的当前动画时间在0至所述模型动画的帧计数范围内随机赋值。
3.如权利要求1所述的一种Unity中群集动画快速渲染的方法，其特征在于，所述方法还包括：
创建一个序列帧渲染类，且所述序列帧渲染类监听所述渲染对象数组的更新消息；
将所述渲染对象数组和所述Mesh数组分别添加到所述序列帧渲染类中；
在所述序列帧渲染类中设置模型动画的帧率。
4.如权利要求1所述的一种Unity中群集动画快速渲染的方法，其特征在于，所述方法还包括：
创建N个结构体，所述N与集群动画中模型动画的数量对应；
将各个模型动画的帧信息分别存放至各个结构体中；
将所述N个结构体添加至所述渲染对象数组中，作为所述渲染对象数组的元素。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序在被处理器执行时，能够实现上述权利要求1-4任意一项所述的一种Unity中群集动画快速渲染的方法。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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