// 木の枝を再帰的に辿り、全長の長さ（根元から枝先に至るまでの長さ）を返す
static float TraverseMaxLength(TreeBranch branch)
{
float max = 0f;
branch.Children.ForEach(c => {
max = Mathf.Max(max, TraverseMaxLength(c));
});
return(branch.Length + max);
}
// 木の枝を再帰的に辿る
// 到達した枝に対してAction<TreeBranch> actionコールバックを実行する
static void Traverse(TreeBranch from, Action <TreeBranch> action)
{
if (from.Children.Count > 0)
{
from.Children.ForEach(child => {
Traverse(child, action);
});
}
action(from);
}
public TreeBranch(
int generation,
int generations,
Vector3 from,
Vector3 tangent,
Vector3 normal,
Vector3 binormal,
float length,
float radius,
float offset,
float rotation_b, // binormal の回転量 ::TEST
bool haveChildren,
TreeData data
)
{
this.generation = generation;
this.fromRadius = radius;
// 枝先である場合は先端の太さが0になる
this.toRadius = (generation == 0) ? 0f : radius *data.radiusAttenuation;
this.from = from;
// 枝先ほど分岐する角度が大きくなる
var scale = Mathf.Lerp(1f, data.growthAngleScale, 1f - 1f * generation / generations);
// normal方向の回転
var qn = Quaternion.AngleAxis(scale * data.GetRandomGrowthAngle(), normal);
this.binormalRotaion = rotation_b;
// binormal方向の回転
var qb = Quaternion.AngleAxis(scale * binormalRotaion, binormal);
// 枝先が向いているtangent方向にqn * qbの回転をかけつつ、枝先の位置を決める
this.to = from + (qn * qb) * tangent * length;
this.length = length;
this.offset = offset;
// モデル生成に必要な節を構築
segments = BuildSegments(data, fromRadius, toRadius, normal, binormal);
segmentForChild = segments[segments.Count - 1];
// 子を生成するときはこの フレネフレームを使う 先端から伸ばす
children = new List <TreeBranch>();
if (generation > 0 && fromRadius <= 0.5f && haveChildren)
{
// 分岐する数を取得
int count = data.GetRandomBranches();
for (int i = 0; i < count; i++)
{
float ratio; // [0.0 ~ 1.0]
if (count == 1)
{
// 分岐数が1である場合（0除算を回避）
ratio = 1f;
}
else
{
ratio = Mathf.Lerp(0.5f, 1f, (1f * i) / (count - 1));
}
// 分岐元の節を取得
var index = Mathf.FloorToInt(ratio * (segments.Count - 1));
var segment = segments[index];
// 分岐元の節が持つベクトルをTreeBranchに渡すことで滑らかな分岐を得る
Vector3 nt = segment.Frame.Tangent;
Vector3 nn = segment.Frame.Normal;
Vector3 nb = segment.Frame.Binormal;
var child = new TreeBranch(
this.generation - 1,
generations,
segment.Position,
nt,
nn,
nb,
this.length * Mathf.Lerp(1f, data.lengthAttenuation, ratio), // -> length
radius / 2, // -> fromRadius
offset + length, // -> offset
rotation_b,
false,
data
);
children.Add(child);
}
}
}
public Mesh Build(TreeData data, int generations, float length, float radius)
{
data.Setup();
generations = data.lsystem.MaxLength;
var root = new TreeBranch(
generations,
length,
radius,
data
);
/*
* TreeBranch 再帰させないで，枝を一本生成して返すっていう風にする．対象となってる treebranch を持つようにして
* それの子に枝を追加するかどうかみたいなのを作って行けばいい．
* 子に追加するためには，親の情報を渡すようにすればいい．root だけは作った方がいいかな．結局ランダム性があるんだkら
* 生成してみないとワカらないよね．
*/
string generator = data.lsystem.S_Brackets; //
Debug.Log("Length is : " + generator.Length + " generator is: " + generator);
var parent = root;
List <TreeBranch> parents = new List <TreeBranch>(); // 親をスタックしていく
List <float> rotations = new List <float>();
float rotation_b = 0f;
branchNum = 0;
for (int i = 1; i < generator.Length; i++) // root は除く
{
if (generator[i] == 'F')
{
TreeBranch newBranch = new TreeBranch(
parent.Generation - 1,
generations,
parent.To,
parent.SegmentForChild.Frame.Tangent,
parent.SegmentForChild.Frame.Normal,
parent.SegmentForChild.Frame.Binormal,
parent.Length * data.lengthAttenuation,
parent.ToRadius,
parent.Offset + parent.Length,
rotation_b,
true,
data
);
if (newBranch.FromRadius <= 0.01f)
{
continue;
}
if (newBranch.FromRadius <= 0.5f)
{
branchDetail++; // TODO: もっと条件を追加する
}
if (Vector3.Distance(root.SegmentForChild.Position, parent.SegmentForChild.Position) > treeHeight)
{
// 見たいのは相対的な評価ならこれでも大丈夫
treeHeight = parent.SegmentForChild.Position.y; // (単純な高さじゃなくて，どれぐらい伸びたのかというのが正しい)
}
parent.Children.Add(newBranch);
branchNum++;
parent = newBranch;
}
else if (generator[i] == '+')
{
rotation_b = data.lsystem.Angle; // TODO: method 使う
spreadDeg++; // FIXME: 今は回転したら広がっているとしている
}
else if (generator[i] == '-')
{
rotation_b = -data.lsystem.Angle;
spreadDeg++;
}
else if (generator[i] == '[')
{
parents.Add(parent);
rotations.Add(rotation_b);
}
else if (generator[i] == ']')
{
// ']' の時
// parent を pop する
if (parents.Count <= 0)
{
Debug.LogError("At Close Bracket, somethin is wrong, maybe it's rule");
}
parent = parents[parents.Count - 1];
parents.RemoveAt(parents.Count - 1);
// 親の回転より回転を元に戻す
// -> 親がもともと曲がっててて，それに対して F はその曲がったまま伸びるため
rotation_b = rotations[rotations.Count - 1];
rotations.RemoveAt(rotations.Count - 1);
}
}
Debug.Log(branchNum);
data.lsystem.SetEvalInfo(treeHeight, spreadDeg, branchNum, data.radiusAttenuation, branchDetail);
var vertices = new List <Vector3>();
var normals = new List <Vector3>();
var tangents = new List <Vector4>();
var uvs = new List <Vector2>();
var triangles = new List <int>();
// 木の全長を取得
// 枝の長さを全長で割ることで、uv座標の高さ(uv.y)が
// 根元から枝先に至るまで[0.0 ~ 1.0]で変化するように設定する
float maxLength = TraverseMaxLength(root);
// 再帰的に全ての枝を辿り、一つ一つの枝に対応するMeshを生成する
Traverse(root, (branch) => {
var offset = vertices.Count;
var vOffset = branch.Offset / maxLength;
var vLength = branch.Length / maxLength;
// 一本の枝から頂点データを生成する
for (int i = 0, n = branch.Segments.Count; i < n; i++)
{
var t = 1f * i / (n - 1);
var v = vOffset + vLength * t;
var segment = branch.Segments[i];
var N = segment.Frame.Normal;
var B = segment.Frame.Binormal;
for (int j = 0; j <= data.radialSegments; j++)
{
// 0.0 ~ 2π
var u = 1f * j / data.radialSegments;
float rad = u * PI2;
float cos = Mathf.Cos(rad), sin = Mathf.Sin(rad);
var normal = (cos * N + sin * B).normalized;
vertices.Add(segment.Position + segment.Radius * normal);
normals.Add(normal);
var tangent = segment.Frame.Tangent;
tangents.Add(new Vector4(tangent.x, tangent.y, tangent.z, 0f));
uvs.Add(new Vector2(u, v));
}
}
// 一本の枝の三角形を構築する
for (int j = 1; j <= data.heightSegments; j++)
{
for (int i = 1; i <= data.radialSegments; i++)
{
int a = (data.radialSegments + 1) * (j - 1) + (i - 1);
int b = (data.radialSegments + 1) * j + (i - 1);
int c = (data.radialSegments + 1) * j + i;
int d = (data.radialSegments + 1) * (j - 1) + i;
a += offset;
b += offset;
c += offset;
d += offset;
triangles.Add(a); triangles.Add(d); triangles.Add(b);
triangles.Add(b); triangles.Add(d); triangles.Add(c);
}
}
});
var mesh = new Mesh();
mesh.vertices = vertices.ToArray();
Debug.Log("vertices's count: " + vertices.Count);
mesh.normals = normals.ToArray();
mesh.tangents = tangents.ToArray();
mesh.uv = uvs.ToArray();
mesh.triangles = triangles.ToArray();
mesh.RecalculateBounds();
return(mesh);
}