Avatar换装是MMO/ARPG游戏不可缺少的一部分，一个人物模型通常可拆分为头、身体、手臂、腿、武器等部分，如何将这些部分组合到一起呢？本文将阐述如何将在Unity中实现人物模型的换装功能。

在本节开始之前，我们先看下最终实现的效果：

提取资源-预处理

第一步：从fbx中提取部件mesh, 并给mesh赋值一些必要的属性

string saveRootPath = "Assets/Resources/Equipments/";
modelImporter.isReadable = true;
AssetDatabase.ImportAsset(path, ImportAssetOptions.ForceUpdate);
GameObject go = GameObject.Instantiate(fbx) as GameObject;

SkinnedMeshRenderer[] smrs = go.GetComponentsInChildren<SkinnedMeshRenderer>();
foreach (SkinnedMeshRenderer smr in smrs)
{
    Mesh mesh = Object.Instantiate(smr.sharedMesh) as Mesh;
    mesh.name = smr.sharedMesh.name;
    mesh.UploadMeshData(false);
    SaveMeshAsset(mesh, smr.sharedMaterial.mainTexture as Texture2D, profession, saveRootPath);
}
modelImporter.isReadable = false;
AssetDatabase.ImportAsset(path, ImportAssetOptions.ForceUpdate);

第二步：保存mesh, 并提取出Main Texture,并且保存在本地

void SaveMesh(Mesh mesh, Texture2D tex, int profession, string path)
{
    int uvOffsetX = GetUVOffset(profession, mesh.name, s_CombineConfig);

    if (uvOffsetX >= 0) CalculateUV(mesh, uvOffsetX);
    else Debug.LogError("Find UV Error:" , mesh.name);

    CleanMesh(mesh);
    string meshPath = path + mesh.name + ".asset";
    AssetDatabase.CreateAsset(mesh, meshPath);
    if (tex != null)
    {
        string srcTexPath = AssetDatabase.GetAssetPath(tex);
        string destTexPath = "Assets/Resources/Equipments/" + tex.name + ".tga";
        AssetDatabase.CopyAsset(srcTexPath, destTexPath);
    }
    AssetDatabase.SaveAssets();
}

第三步：预处理uv

根据部件位置序列，设置相应uv, 先确保uv的区间在[0,1]之间，然后u加上部件的索引 uvOffsetX对应每个部位的枚举定义值[1-8], 至于为什么这么处理，我们对在后面shader中使用这些uv信息，拼接时装时会用到。

void CalculateUV(Mesh mesh, int uvOffsetX)
{
    if (uvOffsetX >= 0)
    {
        Vector2[] uv = mesh.uv;
        for (int i = 0, imax = mesh.uv.Length; i < imax; ++i)
        {
            Vector2 tmp = uv[i];
            tmp.x = tmp.x - Mathf.Floor(tmp.x);
            tmp.x += uvOffsetX;
            tmp.y = tmp.y - Mathf.Floor(tmp.y);
            uv[i] = tmp;
        }
        mesh.uv = uv;
    }
}

往往在预处理uv之前，为了减少不必要的计算和内存，也是为了优化，我们会清理掉mesh上可能附带的信息，比如uv2，切线信息。具体的实现如下：

void CleanMesh(Mesh mesh)
 {
     mesh.uv2 = null;
     mesh.uv3 = null;
     mesh.uv4 = null;
     mesh.colors = null;
     mesh.colors32 = null;
     mesh.tangents = null;
 }

处理好的之后的mesh 确保是干净的，且只有我们想要的信息。如下图所示，只有第一层uv和skin信息，并没有其他冗余的信息。所有都处理好之后，我们可以写批处理脚本，把所有的资源都移到程序所用的工程Rsources目录下。

### 第四步：预处理Texture
在Texture提取出来之后，往往是各种预带有各种信息，这时我们还需要写一个类似格式刷工具把项目里所有的texture全部处理一遍。类似这样实现：

AssetDatabase.ImportAsset(alphaTexPath, ImportAssetOptions.ForceUpdate);
TextureImporter alphaTextureImporter = AssetImporter.GetAtPath(alphaTexPath) as TextureImporter;
if (alphaTextureImporter != null)
{
    int alphaSize = size;
    alphaTextureImporter.textureType = TextureImporterType.Default;
    alphaTextureImporter.anisoLevel = 0;
    alphaTextureImporter.mipmapEnabled = false;
    alphaTextureImporter.isReadable = false;
    alphaTextureImporter.npotScale = TextureImporterNPOTScale.ToNearest;
    SetPlatformSetting(alphaTextureImporter, alphaSize);
    AssetDatabase.ImportAsset(alphaTexPath, ImportAssetOptions.ForceUpdate);
}

运行时，组装时装

第一步：Shader处理， DrawCall合并

这时游戏中参与光照计算的shader,由八张Texture合并。 Shader针对预处理的uv拼接时装。
下面代码会在MaskNV函数会在vert Shader中调用，BlendColor函数在frag 函数中调用。

  #include "CommonHead_Include.cginc"
  inline fixed MaskUV(half2 uv,inout half4 uvMask)
  {
  	uvMask.x = uvMask.x + 1.0;
  	uvMask.z = uvMask.z + 1.0;
  	half2 inside1 = step(uvMask.xy, uv.xy);
  	half2 inside2 = step(uv.xy, uvMask.zw);
  	return inside1.x * inside1.y * inside2.x * inside2.y;
  }
  inline void SkinUVMask(inout v2f o)
  {
  	half4 uvMask = half4(-1.0,0.0,0.0, 1.0);
  	o.mask0.x = MaskUV(o.uv,uvMask);
  	o.mask0.y = MaskUV(o.uv,uvMask);
  	o.mask0.z = MaskUV(o.uv, uvMask);
  	o.mask0.w = MaskUV(o.uv, uvMask);
  	o.mask1.x = MaskUV(o.uv,uvMask);
  	o.mask1.y = MaskUV(o.uv,uvMask);
  	o.mask1.z = MaskUV(o.uv,uvMask);
  	o.mask1.w = MaskUV(o.uv,uvMask);
  }

  sampler2D _Tex0;
  sampler2D _Tex1;
  sampler2D _Tex2;
  sampler2D _Tex3;
  fixed4 _HairColor;
  sampler2D _Tex4;
  sampler2D _Tex5;
  sampler2D _Tex6;
  sampler2D _Tex7;

  inline fixed4 BlendColor(in v2f i)
  {
  	fixed4 c = fixed4(0,0,0,0);
  	half2 uvOffset = float2(0,0);
  	c = tex2D(_Tex0, i.uv-uvOffset)*i.mask0.x;
  	uvOffset.x += 1;
  	c+= tex2D(_Tex1, i.uv-uvOffset)*_HairColor*i.mask0.y;
  	uvOffset.x += 1;
  	c+= tex2D(_Tex2, i.uv-uvOffset)*i.mask0.z;
  	uvOffset.x += 1;
  	c+= tex2D(_Tex3, i.uv-uvOffset)*i.mask0.w;
  	uvOffset.x += 1;
  	c+= tex2D(_Tex4, i.uv-uvOffset)*i.mask1.x;
  	uvOffset.x += 1;
  	c+= tex2D(_Tex5, i.uv-uvOffset)*i.mask1.y;
  	uvOffset.x += 1;
  	c+= tex2D(_Tex6, i.uv-uvOffset)*i.mask1.z;
  	uvOffset.x += 1;
  	c+= tex2D(_Tex7, i.uv-uvOffset)*i.mask1.w;					
  	return c;
  }

下面一张图展示了根据部件不同的uv（这里在上一步中预处理好），推导了uvmask函数返回值，在frag shader采样Tex2D时使用的Texture。

vert shader 所有的计算值都保存在v2f中mask0,mask1两个fixed4寄存器中，v2f声明如下：

struct v2f
{  
	float4 pos : SV_POSITION;  	
#ifndef NONORMAL

	half3 normal: NORMAL;
#endif//NONORMAL		  

	half2 uv : TEXCOORD0;
#ifdef UV2

	half2 uv1 : TEXCOORD1;
#endif//UV2


#ifdef LIGHTON

	fixed3 vertexLighting : TEXCOORD2;
#endif//VERTEXLIGHTON

#ifdef VIEWDIR

	half3 viewDir: TEXCOORD3;
#ifdef REFLECTUV

	half3 refluv : TEXCOORD4;
#endif //REFLECTUV

#endif//VIEWDIR


#ifdef SKINTEX

  fixed4 mask0 : TEXCOORD5;
#ifdef SKINTEX8

  fixed4 mask1 : TEXCOORD6;
#endif//SKINTEX8

#endif//SKINTEX


#ifndef NONORMAL

#ifdef MATCAP

	half2 cap : TEXCOORD7;
#endif

#endif

};

第二步 c#动态拼接

收集部件
合并skinmesh
设置材质
设置texture

SkinnedMeshRenderer skin = null;
MaterialPropertyBlock mpb = null

//1.mesh collection
int index = 0;
for (int i = (int)EPartType.ECombinePartStart; i < (int)EPartType.ECombinePartEnd; ++i)
{
    PartLoadTask part = parts[i] as PartLoadTask;
    if (part.HasMesh())
    {
        CombineInstance ci = new CombineInstance();
        if (part.mesh != null)
        {
            ci.mesh = part.mesh;
        }
        ci.subMeshIndex = 0;
        combineArray[index++] = ci;
    }
}
//2.combine
if (skin.sharedMesh == null)
{
    skin.sharedMesh = new Mesh();
}
else
{
    skin.sharedMesh.Clear(true);
}
skin.gameObject.SetActive(false);
skin.sharedMesh.CombineMeshes(combineArray, true, false);
skin.gameObject.SetActive(true);

//3.set material
if (skin != null)
{
    XEquipUtil.ReturnMaterial(skin.sharedMaterial);
}
skin.sharedMaterial = XEquipUtil.GetRoleMat();
skin.GetPropertyBlock(mpb);

//4. postload - set texture
for (EPartType part = EPartType.ECombinePartStart; part < EPartType.EMountEnd; ++part)
{
  mpb.SetTexture(ShaderMgr.GetPartOffset(part), tex);
  skin.SetPropertyBlock(mpb);
}

在设置texture的时候我们使用MaterialPropertyBlock做了优化，更多关于MaterialPropertyBlock的知识，可以参考下面一篇文章：
使用MaterialPropertyBlock来替换Material属性操作

还要说明的是部件的骨骼，再合成新的skinmesh之后，骨骼节点还是对动画animation保留的，对于网上很多教程在合并前保存部件的骨骼节点，合成之后再赋值给skinmesh完全是没必要的，以免带来不必要的计算和内存开销。

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Unity 实现Avatar换装

提取资源-预处理

第一步：从fbx中提取部件mesh, 并给mesh赋值一些必要的属性

第二步：保存mesh, 并提取出Main Texture,并且保存在本地

第三步：预处理uv

运行时，组装时装

第一步：Shader处理， DrawCall合并

第二步 c#动态拼接

提取资源-预处理

第一步： 从fbx中提取部件mesh, 并给mesh赋值一些必要的属性

第二步： 保存mesh, 并提取出Main Texture,并且保存在本地

第三步： 预处理uv

运行时，组装时装

第一步：Shader处理， DrawCall合并

第二步 c#动态拼接

第一步：从fbx中提取部件mesh, 并给mesh赋值一些必要的属性

第二步：保存mesh, 并提取出Main Texture,并且保存在本地

第三步：预处理uv