在 Unity 中导入模型材质球的最优雅姿势

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项目中饱受模型究竟如何导入材质球的折磨，打包、依赖、卡顿、版本管理、团队合作等，苦不堪言，是时候揭竿而起了！

🥦Model Importer 前言

对于项目中模型的材质球导入问题一直没有明确的规范, 导致这块美术资源的处理要么依赖出问题, 分包出问题, 资源加载卡顿, 要么产生的额外材质球导致版本管理异常, 到处充斥着 Unity 拉的屎, 这里一坨, 那里一坨, 对于我这种强迫症晚期患者而言, 每每看见一坨坨的屎, 上班的心情都没有了~

想起来自己曾经处理过这个问题, 但是当时的思路还是模模糊糊的, 处于一种总感觉哪里有问题却又说不上来的状态, 于是趁最近几天的空闲时间, 再次把这个问题捡起来, 彻底把坑填上!

先来看一下官方对模型导入材质球的说明: 跳转官方手册 Materials tab

🎈Material Tab 解析

先来彻底解析一下 Model Importer 的 Material 页面

Material Tab

这个页面就是控制 Unity 如何生成材质球的, 生成材质球的模式有 3 种: None Standard (Legacy) Import via MaterialDescription 下面来逐一说明

None

此模式下 Unity 将不参考任何模型数据, 而是直接引用 Unity 标准材质球, 原文是 "Unity's default diffuse Material"

Standard (Legacy)

此模式下 Unity 将使用一组默认规则生成材质球, 即规则固定, 不支持自定义, 同时标准模式也不支持复杂的材质球

比如 Arnold Material Physical Material HDRP Material 等

Import via MaterialDescription

此模式下 Unity 将使用 FBX 文件中嵌入的材质描述来生成材质, 相比标准模式, 此模式可以提供更准确的结果并支持更广泛的材质类型

🍸三种模式的总结

None 模式下会引用标准材质球, 并且无法移除, 因此不满足要求

Standard (Legacy) 模式下会按默认规则生成材质球, 但是可以移除, 因此可以使用此模式

Import via MaterialDescription 模式下会按模型内的材质描述信息生成材质球, 但目前项目中的模型都没有使用材质描述, 因此不适用

下面来详细说明一下 Standard (Legacy) 模式, Import via MaterialDescription 模式就不讲解了, 感兴趣的可以自行查阅资料 (我才不会说我也不知道呢(●ˇ∀ˇ●))

🍀Standard (Legacy)

  • sRGB Albedo Colors

此选项控制使用伽马空间还是线性空间

说实话我并没有图形学相关知识, 我感觉这个选项技美人员肯定知道怎么设置, 交给专业人士了! 我们来看其他选项

  • Location

重点来了 Location 选项, 这个选项用来控制 Unity 生成材质球的位置, 有 2 种选择

Use External Materials (Legacy) 和 Use Embedded Materials 我来逐个说明

🍇Use External Materials (Legacy)

Use External Materials (Legacy)

这个选项下, Unity 会尝试查找已有的材质球资源, 查找时按照 Naming 和 Search 配置的查找方式进行查找 (查找方式的配置在本文最后)

那如果找不到会怎么样呢? 会 使用默认规则新建材质球资源并放置于同级的 Materials 文件夹中

上图中可以看到, 模型 Model Demo 同级目录中有一个 Materials 文件夹, 里面存放的就是 Unity 在标准模式下生成的材质球

🍉 External 模式总结

优先尝试搜寻外部材质球, 搜寻不到则按默认规则新建材质球

只有当模型和材质球具有强制要求的命名规则, 并且强绑定, 材质球不会复用的情况下才推荐 Use External Materials (Legacy) 设置

否则一旦 Unity 找不到对应的材质球便会新建 Materials 文件夹以及对应的材质球资源, 但是没有哪个项目会使用 Unity 生成的默认材质球的, 这部分默认材质球很显然是多余的资源!

因此不推荐!

接下来看另一个选项

🍒Use Embedded Materials

Use Embedded Materials

这个选项下, Unity 会直接使用默认规则新建材质球资源

但是和上一个选项不同的是不再放置于同级的 Materials 文件夹中, 而是直接作为模型的 SubAsset

从上图中可以很明显地看到生成了 01 - Default 02 - Default 03 - Default 三个材质球, 并且是作为模型内嵌资源的形式

但是作为内嵌资源的方式有很大的弊端, 那就是无法修改材质球的参数, 为了解决这个问题, Unity 提供了 资源导出 功能

资源导出功能

  • Extract Materials

提取 Unity 使用默认规则新建的作为模型 SubAsset 资源的材质球资源到指定的目录中

  • Extract Textures

提取 Unity 使用默认规则新建的作为模型 SubAsset 资源的贴图资源到指定的目录中

使用上述两按钮便可以导出 Unity 创建的材质球和贴图, 并且会将导出信息记录在 meta 文件的 externalObjects 字段中

导出时无法指定某一个材质球或纹理单独导出, 只能导出全部的材质球或者全部的纹理

每一条导出信息都由以下信息构成, 其中最关键的就是 name 信息, 只有名称和模型中记录的名称完全匹配的信息才视为一条正确的导出信息

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- first:
    type: UnityEngine:Material
    assembly: UnityEngine.CoreModule
    name: 01 - Default
  second: {fileID: 2100000, guid: 6ec473d8d7e6a0f4b98313871e38903d, type: 2}

但是资源导出功能也仅仅是将资源导出而已, 使用的还是 Unity 按照默认规则生成的资源, 并不是我们自己的资源, 于是还有一个功能 资源重映射 功能

资源重映射功能

Remapped Materials 同样使用 Naming 和 Search 配置的查找规则尝试查找重映射材质球

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- first:
    type: UnityEngine:Material
    assembly: UnityEngine.CoreModule
    name: 01 - Default
  second: {fileID: 2100000, guid: 6ec473d8d7e6a0f4b98313871e38903d, type: 2}

上面是一条合法的导出信息, 重映射功能修改的就是其中的 guid 字段信息

因此 资源重映射 功能是以 资源导出 功能为基础的, 如果此时 meta 文件中没有任何导出信息, 执行重映射时便会自动新建对应材质球的导出信息, 相当于将指定的一个材质球执行了导出操作, 其余没有创建导出信息的依旧会以内嵌资源 (SubAsset) 的形式存在于模型资源中

🍍Embedded 模式总结

简单概括: 不存在导出信息时以内嵌资源的形式创建材质球, 存在导出信息时引用导出信息中的资源

此模式在存在导出信息时会直接引用导出信息中的资源, 因此自定义程度极高, 强烈推荐此模式!

但是要注意, 在没有导出信息的情况下, Unity 依旧会创建材质球, 虽然是以内嵌资源的形式, 但这依然不是我们想要的, 所以切记要设置导出信息才行!

强烈推荐!

🥒如何批量设置导出信息

本文最后会贴出完整代码, 这里就只说一下思路

  • 将模型导入设置修改为 Standard + Embedded, 并重新序列化 meta 文件

这是为了统一导入设置, 同时规范 meta 文件的格式, 为后面文本处理做准备

  • 使用逐行扫描的方式删除 " externalObjects:" 到 " materials:" 的全部 Remap 信息

这里为什么不使用 Unity 自带的 RemoveRemap 呢? 因为模型中很可能会存在非法的 Remap 信息, 使用 RemoveRemap 根本无法移除这部分信息

另外模型的 meta 文件结构固定且内容不多, 而且前面我们已经重新序列化了 meta 文件, 保证了 meta 文件格式的正确性, 因此直接逐行分析即可, 同时多线程进行优化

  • 添加空的 Remap 信息

Remap 信息清空后, 只要添加空的 Remap 信息就可以实现既不生成额外资源, 又不会引用到外部资源的效果!

至此结束, 具体代码可查看本文最后! 最后实现的效果如下, 可以看到正确生成了导出信息并且没有引用额外的资源!

「算是某种意义上的卡 Bug？什么叫 Bug？！这叫机制！」

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- first:
    type: UnityEngine:Material
    assembly: UnityEngine.CoreModule
    name: 01 - Default
  second: {instanceID: 0}

🍑总结

模式 描述 是否推荐
None 直接引用 Unity 默认材质球，无法移除 ❌ 不推荐
Standard (Legacy) 按默认规则生成材质球，可移除 ✅ 可选
Import via MaterialDescription 按材质描述生成材质球，可移除 ❌ 不适用
Use External Materials (Legacy) 优先查找外部材质球，找不到则新建材质球资源 ❌ 不推荐
Use Embedded Materials 生成材质球为 SubAsset，可配合导出和重映射功能 ✅ 强烈推荐
Extract Materials 提取 Unity 生成的材质球资源
Extract Textures 提取 Unity 生成的纹理资源
Remapped Materials 通过导出信息替换默认材质

🌳附录一：查找规则的配置

Naming

用于控制搜索时的名称规则

  • By Base Texture Name

使用材质关联的主纹理名称作为线索进行查找

  • Fome Model's Material

直接使用模型文件中定义的材质名称作为线索进行查找

  • Model Name + Model's Material

组合模型文件名和模型文件中定义的材质名作为线索进行查找

用于控制搜索的位置

  • Local Materials Folder

仅在模型文件同级目录的 Materials 文件夹中搜索

  • Recursive Up

从模型文件所在目录开始向上逐级递归搜索

  • Project Wide

在整个项目范围内搜索

🍈附录二：为什么 Extract Materials 按钮, Extract Textures 按钮是置灰的 ?

这两个按钮在两种情况下是置灰的

  1. 模型内部没有材质球和贴图时

  2. meta 文件中已经记录了全部资源的导出信息时

第一种情况很好理解, 关键是第二种情况, 假设 Unity 检测到模型中有 3 张纹理, 2 个材质球

tex_1 tex_2 tex_3 mat_1 mat_2

而目前 meta 中已经记录了 2 张纹理和 2 个材质球的导出信息

tex_1 tex_2 mat_1 mat_2

则导出贴图按钮就是可用的, 导出材质球按钮就是置灰的

🥕附录三：设置模型导出信息的完整代码

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/// <summary>
/// 移除模型的内嵌资源
/// </summary>
/// <param name="modelGUIDs">需要处理的模型 GUID</param>
public static async void RemoveEmbeddedAssetsInModel(params string[] modelGUIDs)
{
    #region 前提准备, 反射内部逻辑

    var sourceMaterialsProperty = typeof(ModelImporter).GetProperty("sourceMaterials", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
    if (sourceMaterialsProperty == null)
    {
        DebugUtil.LogError("未反射到属性 sourceMaterials! 请更新工具逻辑!", DebugUtil.RED);
        return;
    }

    #endregion

    var modelList = TempDictionary<string, ModelImporter>.Get();

    #region 获取全部模型

    foreach (var modelGUID in modelGUIDs)
    {
        var assetPath = AssetDatabase.GUIDToAssetPath(modelGUID);
        var assetImporter = AssetImporter.GetAtPath(assetPath);
        var modelImporter = assetImporter as ModelImporter;

        if (modelImporter == null)
        {
            continue;
        }

        modelList.Add(assetPath, modelImporter);
    }

    #endregion

    #region 将模型设置为 Standard + Embedded

    foreach (var modelImporter in modelList.Values)
    {
        modelImporter.materialImportMode = ModelImporterMaterialImportMode.ImportStandard;
        modelImporter.useSRGBMaterialColor = true;
        modelImporter.materialLocation = ModelImporterMaterialLocation.InPrefab;
        modelImporter.SaveAndReimport();
    }

    #endregion

    #region 删除 "  externalObjects:" 到 "  materials:" 的全部 Remap 信息

    // 另外因为模型中会存在非法的 Remap 信息, 使用 RemoveRemap 根本无法移除这部分信息
    // 加上模型的 meta 文件结构固定且内容不多, 因此直接逐行分析
    var tasks = TempleList<Task>.Get();

    foreach (var modelData in modelList)
    {
        tasks.Add(Task.Run(() =>
        {
            var metaPath = $"{modelData.Key}.meta";

            var needKeep = true;
            var newMeta = TempleList<string>.Get();
            var metaLines = File.ReadAllLines(metaPath);

            foreach (var line in metaLines)
            {
                if (needKeep)
                {
                    if (line == "  externalObjects:")
                    {
                        newMeta.Add("  externalObjects: []");
                        needKeep = false;
                    }
                    else
                    {
                        newMeta.Add(line);
                    }
                }
                else
                {
                    if (line == "  materials:")
                    {
                        needKeep = true;
                    }
                }
            }

            File.WriteAllLines(metaPath, newMeta);
            TempleList<string>.Back(newMeta);
        }));
    }

    await Task.WhenAll(tasks);

    TempleList<Task>.Back(tasks);

    AssetDatabase.Refresh();

    #endregion

    #region 添加空的 Remap 信息

    foreach (var modelData in modelList)
    {
        var assetIdentifiers = sourceMaterialsProperty.GetValue(modelData.Value) as AssetImporter.SourceAssetIdentifier[];

        if (assetIdentifiers.IsNullOrEmpty())
        {
            DebugUtil.LogError($"错误! 模型 {modelData.Key} 没有可以执行重映射逻辑的材质球!", DebugUtil.RED, modelData.Value);
        }

        assetIdentifiers.TheAll(identifier => modelData.Value.AddRemap(identifier, null));
        modelData.Value.SaveAndReimport();
    }

    #endregion

    TempDictionary<string, ModelImporter>.Back(modelList);
}