유니티 - 절차적 메시로 정다각기둥, 원기둥 그리기 (Make Regular Prism, Cylinder with Procedural Mesh)

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절차적 메시로 정다각뿔, 원뿔 만들기를 확장하여 정다각기둥, 원기둥을 만들어보자.

 

높이를 설정할 height 변수를 public으로 선언한다.

여기서도 높이의 절반이 오브젝트의 기준점이 된다.

public float height = 1.0f;

 

vertices는 정다각형이 하나 더 추가되므로 polygon + 1개가 추가되고,

정다각형 사이의 사각형이 polygon 만큼 추가되므로 정점의 개수 4를 곱한 값을 더한다.

vertices = new Vector3[(polygon + 1) + (polygon + 1) + (polygon * 4)];

 

위와 마찬가지로 triangles는 아래와 같이 크기가 변한다.

triangles = new int[(3 * polygon) + (3 * polygon) + (6 * polygon)];

 

첫번째 vertices와 triangles는 밑면을 만든다.

triangles의 방향을 반시계가 되도록 변경하였다.

그리고 height가 y에 들어가도록 좌표를 수정하였다.

    /* -------------------- 밑면 -------------------- */

    vertices = new Vector3[(polygon + 1) + (polygon + 1) + (polygon * 4)];

    vertices[0] = new Vector3(0, -height / 2.0f, 0) + offset;
    for (int i = 1; i <= polygon; i++)
    {
        float angle = -i * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;

        vertices[i]
            = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, -height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
    }

    triangles = new int[(3 * polygon) + (3 * polygon) + (6 * polygon)];
    for (int i = 0; i < polygon - 1; i++)
    {
        triangles[i * 3] = 0;
        triangles[i * 3 + 1] = i + 2;
        triangles[i * 3 + 2] = i + 1;
    }

    triangles[3 * polygon - 3] = 0;
    triangles[3 * polygon - 2] = 1;
    triangles[3 * polygon - 1] = polygon;

 

윗면은 아래와 같다. 

triangles의 방향이 밑면과 다르다는 것을 참고하자.

    /* -------------------- 윗면 -------------------- */

    int vIdx = polygon + 1;
    vertices[vIdx++] = new Vector3(0, height / 2.0f, 0) + offset;
    for (int i = 1; i <= polygon; i++)
    {
        float angle = -i * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;

        vertices[vIdx++]
            = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
    }

    int tIdx = 3 * polygon;
    for (int i = 0; i < polygon - 1; i++)
    {
        triangles[tIdx++] = polygon + 1;
        triangles[tIdx++] = i + 1 + polygon + 1;
        triangles[tIdx++] = i + 2 + polygon + 1;
    }

    triangles[tIdx++] = polygon + 1;
    triangles[tIdx++] = polygon + polygon + 1;
    triangles[tIdx++] = 1 + polygon + 1;

 

옆면은 vIdx를 추가하면서 triangles을 같이 추가하는 것이 편하다.

vertices는 위의 코드를 지나가면 2 * N + 2개의 원소를 가진다.

마찬가지로 triangles는 6 * N개를 가진다.

 

angle과 nextAngle을 기준으로 옆면의 사각형을 하나씩 그려간다.

   /* -------------------- 옆면 -------------------- */

    vIdx = 2 * polygon + 2;
    tIdx = 6 * polygon;
    for (int i = 1; i <= polygon - 1; i++)
    {
        float angle = -i * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;
        float nextAngle = -(i + 1) * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;
        vertices[vIdx]
            = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, -height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
        vertices[vIdx + 1]
            = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
        vertices[vIdx + 2]
            = new Vector3(Mathf.Cos(nextAngle) * size, -height / 2.0f, Mathf.Sin(nextAngle) * size) + offset;
        vertices[vIdx + 3]
            = new Vector3(Mathf.Cos(nextAngle) * size, height / 2.0f, Mathf.Sin(nextAngle) * size) + offset;

        triangles[tIdx++] = vIdx;
        triangles[tIdx++] = vIdx + 2;
        triangles[tIdx++] = vIdx + 1;

        triangles[tIdx++] = vIdx + 2;
        triangles[tIdx++] = vIdx + 3;
        triangles[tIdx++] = vIdx + 1;

        vIdx += 4;
    }

    {
        float angle = -polygon * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;
        float nextAngle = -(0 + 1) * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;
        vertices[vIdx]
            = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, -height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
        vertices[vIdx + 1]
            = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
        vertices[vIdx + 2]
            = new Vector3(Mathf.Cos(nextAngle) * size, -height / 2.0f, Mathf.Sin(nextAngle) * size) + offset;
        vertices[vIdx + 3]
            = new Vector3(Mathf.Cos(nextAngle) * size, height / 2.0f, Mathf.Sin(nextAngle) * size) + offset;

        triangles[tIdx++] = vIdx;
        triangles[tIdx++] = vIdx + 2;
        triangles[tIdx++] = vIdx + 1;

        triangles[tIdx++] = vIdx + 2;
        triangles[tIdx++] = vIdx + 3;
        triangles[tIdx++] = vIdx + 1;
    }

 

게임을 실행하면 정다각기둥을 만들 수 있다.

 

아래는 콜라이더만 남겨서 mesh가 그려진 모습이다.

 

전체 코드는 다음과 같다.

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(MeshRenderer), typeof(MeshFilter))]
public class ProceduralRegularPrism : MonoBehaviour
{
    public int polygon = 3;
    public float size = 1.0f;
    public float height = 1.0f;
    public Vector3 offset = new Vector3(0, 0, 0);

    Mesh mesh;
    Vector3[] vertices;
    int[] triangles;

    void OnValidate()
    {
        if (mesh == null) return;

        if (size > 0 || offset.magnitude > 0 || polygon >= 3 || height > 0)
        {
            setMeshData(size, polygon);
            createProceduralMesh();
        }
    }

    void Start()
    {
        mesh = GetComponent<MeshFilter>().mesh;

        setMeshData(size, polygon);
        createProceduralMesh();
    }

    void setMeshData(float size, int polygon)
    {
        /* -------------------- 밑면 -------------------- */

        vertices = new Vector3[(polygon + 1) + (polygon + 1) + (polygon * 4)];

        vertices[0] = new Vector3(0, -height / 2.0f, 0) + offset;
        for (int i = 1; i <= polygon; i++)
        {
            float angle = -i * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;

            vertices[i]
                = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, -height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
        }

        triangles = new int[(3 * polygon) + (3 * polygon) + (6 * polygon)];
        for (int i = 0; i < polygon - 1; i++)
        {
            triangles[i * 3] = 0;
            triangles[i * 3 + 1] = i + 2;
            triangles[i * 3 + 2] = i + 1;
        }

        triangles[3 * polygon - 3] = 0;
        triangles[3 * polygon - 2] = 1;
        triangles[3 * polygon - 1] = polygon;

        /* -------------------- 윗면 -------------------- */

        int vIdx = polygon + 1;
        vertices[vIdx++] = new Vector3(0, height / 2.0f, 0) + offset;
        for (int i = 1; i <= polygon; i++)
        {
            float angle = -i * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;

            vertices[vIdx++]
                = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
        }

        int tIdx = 3 * polygon;
        for (int i = 0; i < polygon - 1; i++)
        {
            triangles[tIdx++] = polygon + 1;
            triangles[tIdx++] = i + 1 + polygon + 1;
            triangles[tIdx++] = i + 2 + polygon + 1;
        }

        triangles[tIdx++] = polygon + 1;
        triangles[tIdx++] = polygon + polygon + 1;
        triangles[tIdx++] = 1 + polygon + 1;

        /* -------------------- 옆면 -------------------- */

        vIdx = 2 * polygon + 2;
        tIdx = 6 * polygon;
        for (int i = 1; i <= polygon - 1; i++)
        {
            float angle = -i * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;
            float nextAngle = -(i + 1) * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;
            vertices[vIdx]
                = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, -height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
            vertices[vIdx + 1]
                = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
            vertices[vIdx + 2]
                = new Vector3(Mathf.Cos(nextAngle) * size, -height / 2.0f, Mathf.Sin(nextAngle) * size) + offset;
            vertices[vIdx + 3]
                = new Vector3(Mathf.Cos(nextAngle) * size, height / 2.0f, Mathf.Sin(nextAngle) * size) + offset;

            triangles[tIdx++] = vIdx;
            triangles[tIdx++] = vIdx + 2;
            triangles[tIdx++] = vIdx + 1;

            triangles[tIdx++] = vIdx + 2;
            triangles[tIdx++] = vIdx + 3;
            triangles[tIdx++] = vIdx + 1;

            vIdx += 4;
        }

        {
            float angle = -polygon * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;
            float nextAngle = -(0 + 1) * (Mathf.PI * 2.0f) / polygon;
            vertices[vIdx]
                = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, -height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
            vertices[vIdx + 1]
                = new Vector3(Mathf.Cos(angle) * size, height / 2.0f, Mathf.Sin(angle) * size) + offset;
            vertices[vIdx + 2]
                = new Vector3(Mathf.Cos(nextAngle) * size, -height / 2.0f, Mathf.Sin(nextAngle) * size) + offset;
            vertices[vIdx + 3]
                = new Vector3(Mathf.Cos(nextAngle) * size, height / 2.0f, Mathf.Sin(nextAngle) * size) + offset;

            triangles[tIdx++] = vIdx;
            triangles[tIdx++] = vIdx + 2;
            triangles[tIdx++] = vIdx + 1;

            triangles[tIdx++] = vIdx + 2;
            triangles[tIdx++] = vIdx + 3;
            triangles[tIdx++] = vIdx + 1;
        }
    }

    void createProceduralMesh()
    {
        mesh.Clear();
        mesh.vertices = vertices;
        mesh.triangles = triangles;
        mesh.RecalculateNormals();

        Destroy(this.GetComponent<MeshCollider>());
        this.gameObject.AddComponent<MeshCollider>();
    }
}

 

참고로 polygon = 20, size(반지름) = 0.5, height = 2로 설정하면 유니티의 실린더가 된다.

 

유니티의 실린더의 경우 Capsule Collider를 쓰기 때문에 Mesh Renderer를 끄면 차이를 볼 수 있다.

 

참고

- 위의 경우 polygon이 많을 때 불필요한 정점이 상대적으로 많아진다. 

- 따라서 정점을 필요한 만큼만 만들고 triangles로 배치한다.

 

Unity Plus:

Easy 2D, 3D, VR, & AR software for cross-platform development of games and mobile apps. - Unity Store

 

Unity Pro:

Unity Pro

 

Unity 프리미엄 학습:

Unity Learn