50.性能优化-CPU-图形-合并网格的必备知识
50.1 知识点
为什么要手动合并网格
静态批处理虽然能自动合并静态物体，但有两个问题：
- 会保留原始网格，增加内存开销。
- 动态创建的对象不会自动进行静态批处理。
手动合并网格能带来更灵活的控制：
- 合并后可销毁原网格，节省内存。
- 动态创建的对象可以由我们自己控制合并。
- 合并后的网格可以整体变换（移动、旋转、缩放）。
- 还能进一步扩展为合并材质与网格，让不同材质也能一起处理。
总的来说：
手动合并网格比静态批处理更灵活、可控。
合并网格的必备知识
核心合并方法
Mesh.CombineMeshes 是关键方法，常用参数如下：
CombineInstance[]：合并实例数组CombineInstance.mesh：要合并的网格CombineInstance.subMeshIndex：子网格索引CombineInstance.transform：空间变换矩阵
常用传入：parentTransform.worldToLocalMatrix * childTransform.localToWorldMatrix
用于把子网格顶点从子对象本地空间转换到父对象本地空间
mergeSubMeshes（bool）：true合并为单个子网格（需要相同材质）false保留多个子网格（可不同材质）useMatrices（bool）：
是否应用变换矩阵，true可保持空间位置hasLightmapData（bool）：
是否包含光照贴图数据
合并网格流程
- 获取想要合并的网格数据。
- 根据网格数据实例化对应数量的
CombineInstance对象。 - 创建新的网格对象，设置顶点索引格式（影响最大顶点数）。
- 调用
CombineMeshes，传入CombineInstance数组与参数进行合并。 - 合并后重新计算必要数据：
- 包围盒一定要重新计算
- 法线/切线在顶点合并变化且需要法线贴图时要重新计算
- 合并得到新网格后，按需求使用。
合并网格实践
操作准备：
- 内置渲染管线项目中关闭动态批处理、静态批处理和 GPU Instancing。
- 激活 3 个 Cube 和 1 个 Sphere。
- 创建
CombineMeshTest脚本与空对象，空对象挂载脚本。把 3 个 Cube 和 1 个 Sphere 放到空对象下。
书写脚本进行合并：
步骤 1：创建脚本结构与入口方法
using UnityEngine;
public class CombineMeshTest : MonoBehaviour
{
void Start()
{
CombineMesh();
}
void CombineMesh()
{
}
}
步骤 2：获取子对象的网格组件
MeshFilter[] meshFilterArray = GetComponentsInChildren<MeshFilter>();
步骤 3：构建 CombineInstance，配置网格与变换
CombineInstance[] combineInstanceArray = new CombineInstance[meshFilterArray.Length];
for (int index = 0; index < meshFilterArray.Length; index++)
{
// 得到想要合并的网格信息
combineInstanceArray[index].mesh = meshFilterArray[index].sharedMesh;
// 用于将子网格的顶点位置从当前本地空间变换到父对象的本地空间
combineInstanceArray[index].transform =
transform.worldToLocalMatrix * meshFilterArray[index].transform.localToWorldMatrix;
// 利用完了想要合并的网格，我们可以自行处理（销毁/失活）
Destroy(meshFilterArray[index].gameObject);
}
步骤 4：创建新网格并处理顶点索引格式
Mesh mesh = new Mesh();
// 默认是 UInt16，最多支持 65535 个顶点
// 如果合并后的顶点数超过该值，需要改为 UInt32
int totalVertices = 0;
foreach (var combineInstance in combineInstanceArray)
{
// 累加想要合并的小网格顶点数
totalVertices += combineInstance.mesh.vertexCount;
}
if (totalVertices > 65535)
{
mesh.indexFormat = UnityEngine.Rendering.IndexFormat.UInt32;
}
步骤 5：执行合并
mesh.CombineMeshes(combineInstanceArray);
步骤 6：重新计算包围盒等数据
mesh.RecalculateBounds();
步骤 7：挂载合并后的网格并设置材质
MeshFilter meshFilter = gameObject.AddComponent<MeshFilter>();
meshFilter.mesh = mesh;
// 动态添加渲染器，设置对应材质球
MeshRenderer meshRenderer = gameObject.AddComponent<MeshRenderer>();
// Destroy 是下一帧才销毁，所以材质还能读取
meshRenderer.sharedMaterial = meshFilterArray[0].GetComponent<MeshRenderer>().sharedMaterial;
结果说明：
3 个 Cube 与 1 个 Sphere 被合并并移除。空对象上新增渲染器，一次性渲染合并网格，Draw Call 减少。合并后的对象可整体旋转，更加可控。
注意：
当前方法要求材质相同，相当于用手动合并替代静态批处理。若材质不同，需要与美术协作合并材质并处理 UV。
50.2 知识点代码
Lesson50_性能优化_CPU_图形_合并网格的必备知识.cs
public class Lesson50_性能优化_CPU_图形_合并网格的必备知识
{
#region 知识点一 为什么要手动合并网格
// 静态批处理虽然可以帮助我们自动合并静态物体
// 但是它会保留原始网格，会增加内存开销
// 并且动态创建的对象，也不会自动进行静态批处理
// 而我们自己手动来合并网格，不仅可以减少 Draw Call
// 还可以解决这些问题
// 1.我们可以自己合并网格后，销毁原网格，节省内存
// 2.动态创建的对象，可以通过我们自己来控制网格合并
// 3.可以整体变换（移动、旋转、缩放）合并后的网格对象
// 4.我们甚至可以再拓展一下，自己合并材质和网格，让不同材质之间的物体也能一起处理
// 总的来说
// 手动合并网格比起静态批处理更加的灵活可控
#endregion
#region 知识点二 合并网格的必备知识
// 1.核心合并方法
// Mesh 中的 CombineMeshes 方法
// 参数1-类型为 CombineInstance：表示合并实例数组
// CombineInstance 实例化参数
// 参数1-Mesh：要合并的网格
// 参数2-int：使用的子网格索引
// 参数3-Matrix4x4：空间变换矩阵
// 一般用传入：父对象.worldToLocalMatrix（将点从世界空间转换到父对象本地空间） * 子对象.localToWorldMatrix（将点从子对象本地空间转换到世界空间）
// 用于将子网格顶点从子对象本地空间转换到父对象的本地空间
// 参数2-类型为 bool：表示是否合并为单个子网格，true 合并为单个子网格（需要相同材质）、false 保留多个子网格（可不同材质）
// 参数3-类型为 bool：表示是否应用变换矩阵，true 将保持空间位置
// 参数4-类型为 bool：表示是否包含光照贴图数据
// 2.合并网格流程
// 2-1:获取想要合并的网格的网格数据
// 2-2:根据网格数据实例化对应个数的 CombineInstance 对象
// 2-3:创建一个新的网格对象，并设置顶点索引格式（影响最大支持的顶点数）
// 2-4:调用 CombineMeshes 方法，传入 CombineInstance 数组和相关参数进行网格合并
// 2-5:得到对应网格后重新计算法线和包围盒等数据
// 包围盒：一定要重新算
// 法线、切线：顶点发生合并变化并且需要用法线贴图时需要重新算
// 2-6:得到合并后的网格即可根据需求使用它
#endregion
}
CombineMeshTest.cs
using UnityEngine;
public class CombineMeshTest : MonoBehaviour
{
void Start()
{
CombineMesh();
}
void CombineMesh()
{
// 1.获取子对象中所有的网格组件
MeshFilter[] meshFilterArray = GetComponentsInChildren<MeshFilter>();
// 2.实例化对应的 CombineInstance 结构体对象数组
CombineInstance[] combineInstanceArray = new CombineInstance[meshFilterArray.Length];
for (int index = 0; index < meshFilterArray.Length; index++)
{
// 得到想要合并的网格信息
combineInstanceArray[index].mesh = meshFilterArray[index].sharedMesh;
// 用于将子网格的顶点位置从当前本地空间变换到父对象的本地空间
combineInstanceArray[index].transform =
transform.worldToLocalMatrix * meshFilterArray[index].transform.localToWorldMatrix;
// 利用完了想要合并的网格，我们可以自行处理（销毁/失活）
Destroy(meshFilterArray[index].gameObject);
}
// 3.创建新网格
Mesh mesh = new Mesh();
// 默认是 UInt16，最多支持 65535 个顶点
// 如果合并后的顶点数超过该值，需要改为 UInt32
int totalVertices = 0;
foreach (var combineInstance in combineInstanceArray)
{
// 累加想要合并的小网格顶点数
totalVertices += combineInstance.mesh.vertexCount;
}
if (totalVertices > 65535)
{
mesh.indexFormat = UnityEngine.Rendering.IndexFormat.UInt32;
}
// 4.合并网格
mesh.CombineMeshes(combineInstanceArray);
// 5.重新计算一些数据
mesh.RecalculateBounds();
// 6.得到合并后的网格，挂到当前对象进行渲染
MeshFilter meshFilter = gameObject.AddComponent<MeshFilter>();
meshFilter.mesh = mesh;
// 动态添加渲染器，设置对应材质球
MeshRenderer meshRenderer = gameObject.AddComponent<MeshRenderer>();
// Destroy 是下一帧才销毁，所以材质还能读取
meshRenderer.sharedMaterial = meshFilterArray[0].GetComponent<MeshRenderer>().sharedMaterial;
}
}
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