[Unity] 從零開始的學習心得 #5 – Mesh 與 Material
此篇文章是《從零開始的 Unity 學習心得》系列的第五篇文章，這個系列是記錄我對 Unity 的開發及學習心得，包含我用何種方式去理解 Unity 的運作，並且在我所知的範圍內盡可能說明相關原理與開發要點。完整系列的目錄可以參考：
3D物件的組成與繪製
前幾篇文章有提過，遊戲畫面是將場景上排列佈置好的物件，動態即時的繪製成一張張的靜態畫面，像播放電影一般持續將新的畫面一幀幀展示在玩家面前。
而現在單獨考慮一個3D物件在場景中如何被繪製出來，成為遊戲畫面上的一部分。
一個3D物件的呈現，主要由 Mesh 與 Material 兩個部分：
- Mesh 是作為物件"外型"的基本框架，一般較複雜的物件會在Unity外用專門的建模軟體進行建構，然後才匯入到 Unity 中使用。
- Material 是作為物件"上色"方式的設定，可能包含一張或多張的貼圖(也可以沒貼圖)，以及一份 Shader 程式。
相關組件(Component)
在場景中為了顯示一個3D的物件，需要在 GameObject 上掛有 MeshFilter 與 Renderer。
- MeshFilter 用來儲存Mesh的關聯
- Renderer 用來設定一個或數個的 Material，讓實際繪製物件時，可以呈現不同的樣貌或效果。
其中Renderer通常會使用經過繼承，有增加一些不同特性的 Mesh Renderer 或者 Skinned Mesh Renderer。
補充：
其實更深入來說，在遊戲中呈現出來的不論是3D或2D，甚至是文字，繪製的過程都會經過 Mesh 跟 Material 的環節，只是這一部分由遊戲引擎處理過了，所以使用相關組件時不一定會注意到Mesh的存在。
Mesh
打開 Unity 用來儲存 Mesh 資料的結構，可以看到許多不同的成員參數：
其中最為重要的，是稱為 vertices 與 triangles 的兩份陣列資料，是用在渲染管線(Rendering Pipeline)中的基本渲染單位。
- Vertex(頂點)，如其名是Mesh用在形成多邊形的頂點，儲存在
vertices中的是許多的座標資料。 - Triangle(三角面)，
triangles內部儲存的是 Vertices 陣列的 Index，每三個為一組，將 Vertex 連結為三角形，確立多邊形的外觀。
除了上述兩份資料，還可以看到 normals、colors、uv 等陣列資料，這些雖然不是渲染管線必要的資料，但是大部分的 Material 都會用到這些資訊，Unity作為遊戲引擎會預設將這些資料傳遞到Material中備用。
Material
Material 可以在 Unity 中的 Project 視窗中新增，然後切換使用的 Shader，以及進行細節的設定；也可以利用腳本在遊戲執行時即時建立新的 Material。
可以將 Material 想成是一種特別設定的筆刷，用來為 Mesh 上色為想要的樣貌。包括物件的基本顏色、光照與陰影，都跟 Material 的設定有關。
在程式的角度來理解，Material 是基於一份 Shader 配製成的渲染邏輯。同樣一份 Shader 搭配不同的貼圖或設定，則會產生一些渲染結果上的差異，而這個 Shader 與特定的設定組合，便被稱為一份 Material。
Material中文被一般稱為"材質"、“材質球”。
文章最後
到這邊為止，可能還很難建立起關於 Mesh 與 Material 的詳細輪廓，事實上這些都只是遊戲引擎為了方便開發而建立的儲存結構，等到進一步了解渲染管線(Rendering Pipeline)，其間的互動方式才會真的被解明。