如何正确弯曲网格模型？端点未随曲率适配的解决咨询

我需要对网格进行弯曲操作，已有一套可行算法，但部分环节遇到瓶颈，以下是我的代码：

var mesh_data = mesh.surface_get_arrays(0) 
var vertices = mesh_data[Mesh.ARRAY_VERTEX] 

for i in range(vertices.size()):
    var v = vertices[i]
    var offset_x = pow(v.z, 2)
    v.x += offset_x  
    vertices[i] = v

mesh_data[Mesh.ARRAY_VERTEX] = vertices
result_mesh.mesh.clear_surfaces()
result_mesh.mesh.add_surface_from_arrays(Mesh.PRIMITIVE_TRIANGLES, mesh_data)

当前处理后，模型端点仍保持原始方向，未随网格其余部分的曲率变化。需要解决两个问题：

• 如何让端点适配网格曲率？
• 如何指定特定角度与精准的「旋转中心」？

解决方案 #

一、让端点适配曲率：同步更新顶点法向量

你当前仅修改了顶点位置，但未同步更新顶点法向量（若有UV坐标也需同步调整），这会导致渲染时端点的光照方向仍保持原始状态，视觉上呈现出方向未随曲率变化的效果。

修改步骤：

1. 获取原始法向量数组：

var normals = mesh_data[Mesh.ARRAY_NORMAL]

2. 对每个顶点的法向量执行与顶点位置匹配的变换，保持朝向一致：

for i in range(normals.size()):
    var n = normals[i]
    # 复用顶点计算时的z值偏移逻辑，系数可根据曲率调整
    var offset_x = pow(vertices[i].z, 2) * 0.1
    n.x += offset_x
    n = n.normalized()  # 维持法向量单位长度
    normals[i] = n

3. 将更新后的法向量存回网格数据：

mesh_data[Mesh.ARRAY_NORMAL] = normals

二、指定旋转中心与特定角度：改用圆弧弯曲算法

当前使用的二次函数偏移（pow(v.z,2)）无法精准控制角度和旋转中心，改用圆弧弯曲算法可实现精准参数控制：

示例代码（以Y轴为弯曲轴，可按需调整）：

var mesh_data = mesh.surface_get_arrays(0) 
var vertices = mesh_data[Mesh.ARRAY_VERTEX] 
var normals = mesh_data[Mesh.ARRAY_NORMAL]

# 可配置参数
var bend_angle = PI/4  # 弯曲角度（90度对应PI/2）
var rotation_center = Vector3(0, 0, 0)  # 旋转中心坐标
var bend_axis = Vector3(0, 1, 0)  # 弯曲轴
var max_length = 2.0  # 网格沿弯曲轴方向的总长度

# 计算圆弧半径
var radius = max_length / bend_angle

for i in range(vertices.size()):
    var v = vertices[i]
    # 转换到旋转中心为原点的局部坐标系
    var local_v = v - rotation_center
    # 计算顶点沿弯曲轴的相对距离
    var t = local_v.dot(bend_axis)
    # 计算圆弧上的新位置
    var angle = bend_angle * (t / max_length)
    local_v.x = radius * sin(angle)
    local_v.z = radius * (1 - cos(angle))
    # 转换回原坐标系
    vertices[i] = local_v + rotation_center

    # 同步更新法向量
    var n = normals[i]
    var local_n = n - rotation_center
    local_n = local_n.rotated(bend_axis, angle)
    normals[i] = local_n.normalized()

mesh_data[Mesh.ARRAY_VERTEX] = vertices
mesh_data[Mesh.ARRAY_NORMAL] = normals
result_mesh.mesh.clear_surfaces()
result_mesh.mesh.add_surface_from_arrays(Mesh.PRIMITIVE_TRIANGLES, mesh_data)

关键说明

• 圆弧弯曲算法通过参数bend_angle和rotation_center可精准控制弯曲效果，比二次偏移更可控。
• 必须同步更新法向量，否则模型光照、阴影会出现异常，端点视觉上无法适配曲率。
• 若模型沿其他轴延伸，只需调整bend_axis和坐标分量的计算逻辑即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者RoB