关于UGUI的Image,Text (转雨凇momo)
作者：互联网
Image源码解读
接着我们来看看放在相同图集中的Sprite是如何合并DrawCall的，从原理上来讲，每个Mesh都需要给顶点设置UV信息，也就是说我们只需要将图集上的某个区域一一抠出来贴到Mesh正确的区域即可。如下代码所示，只要观察GenerateSimpleSprite()方法，UGUI通过Sprites.DataUtility.GetOuterUV(activeSprite)方法将当前待显示的Sprite的UV信息取出来，通过vh.AddVert()和vh.AddTriangle()来填充Mesh信息。
Image.cs（部分代码）：
public class Image : MaskableGraphic, ISerializationCallbackReceiver, ILayoutElement, ICanvasRaycastFilter
{
//...略
protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper toFill)
{
if (activeSprite == null)
{
base.OnPopulateMesh(toFill);
return;
}
//Image有4种显示模式，正常、九宫、平铺、填充
//分别生成对应的顶点信息
switch (type)
{
case Type.Simple:
if (!useSpriteMesh)
GenerateSimpleSprite(toFill, m_PreserveAspect);
else
GenerateSprite(toFill, m_PreserveAspect);
break;
case Type.Sliced:
GenerateSlicedSprite(toFill);
break;
case Type.Tiled:
GenerateTiledSprite(toFill);
break;
case Type.Filled:
GenerateFilledSprite(toFill, m_PreserveAspect);
break;
}
}
void GenerateSimpleSprite(VertexHelper vh, bool lPreserveAspect)
{
Vector4 v = GetDrawingDimensions(lPreserveAspect);
//获取根据Sprite获取正确的UV信息
var uv = (activeSprite != null) ? Sprites.DataUtility.GetOuterUV(activeSprite) : Vector4.zero;
var color32 = color;
vh.Clear();
//填充顶点、颜色、uv
vh.AddVert(new Vector3(v.x, v.y), color32, new Vector2(uv.x, uv.y));
vh.AddVert(new Vector3(v.x, v.w), color32, new Vector2(uv.x, uv.w));
vh.AddVert(new Vector3(v.z, v.w), color32, new Vector2(uv.z, uv.w));
vh.AddVert(new Vector3(v.z, v.y), color32, new Vector2(uv.z, uv.y));
//填充三角形顶点序列
vh.AddTriangle(0, 1, 2);
vh.AddTriangle(2, 3, 0);
}
}
最终，不同的UI使用相同的材质、Shader、贴图，只是它们拥有不同的UV信息，这符合Draw Call合并的规则，所以就能合批。
Text源码解读
UGUI的Text就是位图字体，先通过TTF字体将字体形状生成在位图中，接着就是将正确的UV设置给字体的Mesh，这和前面介绍的Image组件几乎一样了。如下代码所示，首先需要根据文本的区域、字体、填充文字调用GetGenerationSettings()创建文本生成器，顶点、uv信息都会被填充好，由于每个文本都是一个Quad，所以还需要设置它们的位置。
Text.cs（部分代码）：
public class Text : MaskableGraphic, ILayoutElement
{
//...略
//字体生成器
public TextGenerator cachedTextGenerator
{
get { return m_TextCache ?? (m_TextCache = (m_Text.Length != 0 ? new TextGenerator(m_Text.Length) : new TextGenerator())); }
}
readonly UIVertex[] m_TempVerts = new UIVertex[4];
protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper toFill)
{
if (font == null)
return;
m_DisableFontTextureRebuiltCallback = true;
Vector2 extents = rectTransform.rect.size;
//获取字体的生成规则设置
var settings = GetGenerationSettings(extents);
//根据待填充字体、生成规则，生成顶点信息
cachedTextGenerator.PopulateWithErrors(text, settings, gameObject);
//
IList<UIVertex> verts = cachedTextGenerator.verts;
float unitsPerPixel = 1 / pixelsPerUnit;
int vertCount = verts.Count - 4;
if (vertCount <= 0)
{
toFill.Clear();
return;
}
Vector2 roundingOffset = new Vector2(verts[0].position.x, verts[0].position.y) * unitsPerPixel;
roundingOffset = PixelAdjustPoint(roundingOffset) - roundingOffset;
toFill.Clear();
if (roundingOffset != Vector2.zero)
{
for (int i = 0; i < vertCount; ++i)
{
int tempVertsIndex = i & 3;
//填充顶点信息
m_TempVerts[tempVertsIndex] = verts[i];
//设置字体偏移
m_TempVerts[tempVertsIndex].position *= unitsPerPixel;
m_TempVerts[tempVertsIndex].position.x += roundingOffset.x;
m_TempVerts[tempVertsIndex].position.y += roundingOffset.y;
if (tempVertsIndex == 3)
toFill.AddUIVertexQuad(m_TempVerts); //填充UI顶点面片
}
}
else
{
for (int i = 0; i < vertCount; ++i)
{
int tempVertsIndex = i & 3;
//填充顶点信息
m_TempVerts[tempVertsIndex] = verts[i];
//设置字体偏移
m_TempVerts[tempVertsIndex].position *= unitsPerPixel;
if (tempVertsIndex == 3)
toFill.AddUIVertexQuad(m_TempVerts);//填充UI顶点面片
}
}
m_DisableFontTextureRebuiltCallback = false;
}
public TextGenerationSettings GetGenerationSettings(Vector2 extents)
{
//字体设置信息
var settings = new TextGenerationSettings();
//下面对Text信息进行提取
settings.generationExtents = extents;
if (font != null && font.dynamic)
{
settings.fontSize = m_FontData.fontSize;
settings.resizeTextMinSize = m_FontData.minSize;
settings.resizeTextMaxSize = m_FontData.maxSize;
}
settings.textAnchor = m_FontData.alignment;
settings.alignByGeometry = m_FontData.alignByGeometry;
settings.scaleFactor = pixelsPerUnit;
settings.color = color;
settings.font = font;
settings.pivot = rectTransform.pivot;
settings.richText = m_FontData.richText;
settings.lineSpacing = m_FontData.lineSpacing;
settings.fontStyle = m_FontData.fontStyle;
settings.resizeTextForBestFit = m_FontData.bestFit;
settings.updateBounds = false;
settings.horizontalOverflow = m_FontData.horizontalOverflow;
settings.verticalOverflow = m_FontData.verticalOverflow;
return settings;
}
}
如下代码所示， 字体的贴图保存在Font.material.mainTexture中，Mesh信息准备好后将字体的材质贴上就可以将文字渲染出来了，最终字体和Image绘制完全一样，通过Graphic.UpdateMaterial()将材质贴上。
顶点辅助类VertexHelper
前面我们介绍的Image和Text 合并网格都用到了VertexHelper类，如下代码所示，它只是个普通的类对象，里面只保存了生成Mesh的基本信息并非Mesh对象，最后通过这些基本信息就可以生成Mesh网格了。
VertexHelper.cs（部分代码）：
public class VertexHelper : IDisposable
{
//保存每个顶点的位置、颜色、UV、法线、切线
private List<Vector3> m_Positions;
private List<Color32> m_Colors;
private List<Vector2> m_Uv0S;
private List<Vector2> m_Uv1S;
private List<Vector2> m_Uv2S;
private List<Vector2> m_Uv3S;
private List<Vector3> m_Normals;
private List<Vector4> m_Tangents;
//记录三角形的索引
private List<int> m_Indices;
//开始添加顶点的位置、颜色、UV、法线、切线数据
public void AddVert(Vector3 position, Color32 color, Vector2 uv0, Vector2 uv1, Vector3 normal, Vector4 tangent)
{
InitializeListIfRequired();
m_Positions.Add(position);
m_Colors.Add(color);
m_Uv0S.Add(uv0);
m_Uv1S.Add(uv1);
m_Uv2S.Add(Vector2.zero);
m_Uv3S.Add(Vector2.zero);
m_Normals.Add(normal);
m_Tangents.Add(tangent);
}
//添加三角形的索引
public void AddTriangle(int idx0, int idx1, int idx2)
{
InitializeListIfRequired();
m_Indices.Add(idx0);
m_Indices.Add(idx1);
m_Indices.Add(idx2);
}
}
Graphic中有个静态对象s_VertexHelper保存每次生成的网格信息，使用完后会立即清理掉等待下个Graphic对象使用。
Graphic.cs（部分代码）：
public abstract class Graphic : UIBehaviour, ICanvasElement
{
//...略
[NonSerialized] private static readonly VertexHelper s_VertexHelper = new VertexHelper();
private void DoMeshGeneration()
{
//...略
//s_VertexHelper中的数据信息，调用FillMesh()方法生成真正的网格信息。
s_VertexHelper.FillMesh(workerMesh);
//s_VertexHelper.FillMesh内部实现
//就是Unity自己生成Mesh的API而已
//public void FillMesh(Mesh mesh)
//{
// InitializeListIfRequired();
// mesh.Clear();
// if (m_Positions.Count >= 65000)
// throw new ArgumentException("Mesh can not have more than 65000 vertices");
// mesh.SetVertices(m_Positions);
// mesh.SetColors(m_Colors);
// mesh.SetUVs(0, m_Uv0S);
// mesh.SetUVs(1, m_Uv1S);
// mesh.SetUVs(2, m_Uv2S);
// mesh.SetUVs(3, m_Uv3S);
// mesh.SetNormals(m_Normals);
// mesh.SetTangents(m_Tangents);
// mesh.SetTriangles(m_Indices, 0);
// mesh.RecalculateBounds();
//}
//最终提交网格信息，在C++底层中合并网格
canvasRenderer.SetMesh(workerMesh);
}
}
Layout源码解读
UGUI的布局功能确实很强大，只要挂在节点下就可以设置HorizontalLayoutGroup（横向）、VerticalLayoutGroup（纵向）、GridLayoutGroup（表格）的布局了。虽然使用方便，但是效率是不高的，这里我们以纵向来举例。无论横向还是纵向排列，首先得计算出每个子对象的区域才行。如下代码所示，在GetChildSizes()方法中拿到每个元素的区域。
HorizontalOrVerticalLayoutGroup.cs（部分代码）：
public abstract class HorizontalOrVerticalLayoutGroup : LayoutGroup
{
//...略
private void GetChildSizes(RectTransform child, int axis, bool controlSize, bool childForceExpand,
out float min, out float preferred, out float flexible)
{
//获取每个子元素的区域，min最小区域、preferred准确区域、flexible弹性区域
if (!controlSize)
{
min = child.sizeDelta[axis];
preferred = min;
flexible = 0;
}
else
{
min = LayoutUtility.GetMinSize(child, axis);
preferred = LayoutUtility.GetPreferredSize(child, axis);
flexible = LayoutUtility.GetFlexibleSize(child, axis);
}
if (childForceExpand)
flexible = Mathf.Max(flexible, 1);
}
}
如下代码所示，最核心的计算在LayoutUtility. GetLayoutProperty()方法中，把每个实现ILayoutElement接口的对象的信息取出来。
LayoutUtility.cs（部分代码）：
public static class LayoutUtility
{
//...略
public static float GetMinWidth(RectTransform rect)
{
//计算最小宽度
return GetLayoutProperty(rect, e => e.minWidth, 0);
}
public static float GetLayoutProperty(RectTransform rect, System.Func<ILayoutElement, float> property, float defaultValue, out ILayoutElement source)
{
source = null;
if (rect == null)
return 0;
float min = defaultValue;
int maxPriority = System.Int32.MinValue;
var components = ListPool<Component>.Get();
rect.GetComponents(typeof(ILayoutElement), components);
//遍历每一个实现ILayoutElement接口的子对象（Image和Text都实现了ILayoutElement接口）
//或者绑定了LayoutElement对象的脚本也实现了ILayoutElement接口
for (int i = 0; i < components.Count; i++)
{
//确保layoutComp对象有效
var layoutComp = components[i] as ILayoutElement;
if (layoutComp is Behaviour && !((Behaviour)layoutComp).isActiveAndEnabled)
continue;
//确保当前优先级小于最大优先级
int priority = layoutComp.layoutPriority;
if (priority < maxPriority)
continue;
float prop = property(layoutComp);
if (prop < 0)
continue;
//如果有更高的优先级，那么就覆盖最小数值，并且覆盖最大优先级数值
if (priority > maxPriority)
{
min = prop;
maxPriority = priority;
source = layoutComp;
}
//如果组件有相同的优先级，取较大的值
else if (prop > min)
{
min = prop;
source = layoutComp;
}
}
ListPool<Component>.Release(components);
//返回最小值
return min;
}
}
如下代码所示，由于Image和Text都实现了ILayoutElement接口，所以LayoutGroup下的Image和Text元素会自动布局，也可以绑定LayoutElement脚本主动设置区域。
public class Image : MaskableGraphic, ISerializationCallbackReceiver, ILayoutElement, ICanvasRaycastFilter public class Text : MaskableGraphic, ILayoutElement
但是Layout还有Min Wdith和Flexible Width可设置最小宽高和弹性宽高，这都需要进行额外的计算产生额外的开销，如果对效率要求比较高的UI，最好可以考虑自行封装一套布局组件。 如图9-1所示，有时候希望布局以后自动计算RectTransform的区域，那么就不得不再挂上一个Content Size Fitter组件了，它是在LayoutRebuilder中等待Rebuild()时调用，那么势必会再次造成Rebuild()。
不得不说 Content Size Fitter、VerticalLayoutGroup、HorizontalLayoutGroup、 AspectRatioFitter、GridLayoutGroup组件效率是很低的，它们势必会导致所有元素的Rebuild()执行两次。
1、界面第一次打开需要进行第一次Rebuild()
2、Layout组件要算位置或者大小会强制再执行一次Rebuild()
很有可能有些元素是不需要Rebuild的，但是Layout组件也会强制执行，那么势必造成额外的开销。
遮罩：Mask与Mask2D
UGUI的裁切分为Mask和Mask2D两种，我们先来看Mask。它可以给Mask指定一张裁切图裁切子元素。如图10-1所示，我们给Mask指定了一张圆形图片，那么子节点下的元素都会被裁切在这个圆形区域中。
功能确实很强大，我们来看看它的效率如何呢？由于裁切需要同时裁切图片和文本，所以Image和Text都会派生自MaskableGraphic。如果要让Mask节点下的元素裁切，那么它需要占一个DrawCall，因为这些元素需要一个新的Shader参数来渲染。如下代码所示，MaskableGraphic实现了IMaterialModifier接口， 而StencilMaterial.Add()就是设置Shader中的裁切参数。
MaskableGraphic.cs（部分代码）：
public abstract class MaskableGraphic : Graphic, IClippable, IMaskable, IMaterialModifier
{
//...略
public virtual Material GetModifiedMaterial(Material baseMaterial)
{
var toUse = baseMaterial;
//获取模板缓冲值
if (m_ShouldRecalculateStencil)
{
var rootCanvas = MaskUtilities.FindRootSortOverrideCanvas(transform);
m_StencilValue = maskable ? MaskUtilities.GetStencilDepth(transform, rootCanvas) : 0;
m_ShouldRecalculateStencil = false;
}
//确保Mask组件有效
Mask maskComponent = GetComponent<Mask>();
if (m_StencilValue > 0 && (maskComponent == null || !maskComponent.IsActive()))
{
//设置模板缓冲值，并且设置在该区域内的显示，不在的裁切掉
var maskMat = StencilMaterial.Add(toUse, (1 << m_StencilValue) - 1, StencilOp.Keep, CompareFunction.Equal, ColorWriteMask.All, (1 << m_StencilValue) - 1, 0);
StencilMaterial.Remove(m_MaskMaterial);
m_MaskMaterial = maskMat;
//并且更换新的材质
toUse = m_MaskMaterial;
}
return toUse;
}
}
如下代码所示，Image对象在进行Rebuild()时，UpdateMaterial()方法中会获取需要渲染的材质，并且判断当前对象的组件是否有继承IMaterialModifier接口，如果有那么它就是绑定了Mask脚本，接着调用上面提到的GetModifiedMaterial方法修改材质上Shader的参数。
Graphic.cs（部分代码）：
public abstract class Graphic : UIBehaviour,ICanvasElement
{
//...略
public virtual void Rebuild(CanvasUpdate update)
{
if (canvasRenderer.cull)
return;
switch (update)
{
case CanvasUpdate.PreRender:
if (m_VertsDirty)
{
//开始更新网格
UpdateGeometry();
m_VertsDirty = false;
}
if (m_MaterialDirty)
{
//开始更新材质
UpdateMaterial();
m_MaterialDirty = false;
}
break;
}
}
public virtual Material materialForRendering
{
get
{
//遍历UI中的每个Mask组件
var components = ListPool<Component>.Get();
GetComponents(typeof(IMaterialModifier), components);
//并且更新每个Mask组件的模板缓冲材质
var currentMat = material;
for (var i = 0; i < components.Count; i++)
currentMat = (components[i] as IMaterialModifier).GetModifiedMaterial(currentMat);
ListPool<Component>.Release(components);
//返回新的材质，用于裁切
return currentMat;
}
}
protected virtual void UpdateMaterial()
{
if (!IsActive())
return;
//更新刚刚替换的新的模板缓冲的材质
canvasRenderer.materialCount = 1;
canvasRenderer.SetMaterial(materialForRendering, 0);
canvasRenderer.SetTexture(mainTexture);
}
}
Mask的原理就是利用了StencilBuffer(模板缓冲)，它里面记录了一个ID，被裁切元素也有StencilBuffer(模板缓冲)的ID，并且和Mask里的比较，相同才会被渲染。因为模板缓冲可以提供模板的区域，也就是前面设置的圆形图片，所以最终会将元素裁切到这个圆心图片中。 如图10-2所示，在Mask外面放一个普通的图片，默认情况下Stencil Ref的值是0，所以它不会被裁切，永远会显示出来。
如图10-3所示，因为Mask的Stencil Ref 值是1，所需被裁切的元素它的Stencil Ref 值也应该是1就会被裁切。
接着我们再来看看Mask2D的原理，在前面介绍Canvas.willRenderCanvases()时在PerformUpdate方法中会调用ClipperRegistry.instance.Cull();来处理界面中所有的Mask2D裁切。
ClipperRegistry.instance.Cull();的原理就是遍历界面中的所有Mask2D组件，并且调用每个组件的PerformClipping();方法。
如下代码所示，Mask2D会在OnEnable()方法中，将当前组件注册ClipperRegistry.Register(this);这样在上面ClipperRegistry.instance.Cull();方法时就可以遍历所有Mask2D组件并且调用它们的PerformClipping()方法了。
PerformClipping()方法，需要找到所有需要裁切的UI元素，因为Image和Text都继承了IClippable接口，最终将调用Cull()进行裁切。
RectMask2D.cs（部分代码）：
public class RectMask2D : UIBehaviour, IClipper, ICanvasRaycastFilter
{
//...略
protected override void OnEnable()
{
//注册当前RectMask2D裁切对象，保证下次Rebuild时可进行裁切。
base.OnEnable();
m_ShouldRecalculateClipRects = true;
ClipperRegistry.Register(this);
MaskUtilities.Notify2DMaskStateChanged(this);
}
public virtual void PerformClipping()
{
if (ReferenceEquals(Canvas, null))
{
return;
}
//重新计算裁切区域
if (m_ShouldRecalculateClipRects)
{
MaskUtilities.GetRectMasksForClip(this, m_Clippers);
m_ShouldRecalculateClipRects = false;
}
//由于裁切可能有多个区域，这里会计算出正确包含重复的一个区域
bool validRect = true;
Rect clipRect = Clipping.FindCullAndClipWorldRect(m_Clippers, out validRect);
RenderMode renderMode = Canvas.rootCanvas.renderMode;
bool maskIsCulled =
(renderMode == RenderMode.ScreenSpaceCamera || renderMode == RenderMode.ScreenSpaceOverlay) &&
!clipRect.Overlaps(rootCanvasRect, true);
bool clipRectChanged = clipRect != m_LastClipRectCanvasSpace;
bool forceClip = m_ForceClip;
// Avoid looping multiple times.
foreach (IClippable clipTarget in m_ClipTargets)
{
if (clipRectChanged || forceClip)
{
//准备把裁切区域传到每个UI元素的Shader中
clipTarget.SetClipRect(clipRect, validRect);
}
//确保裁切可用
var maskable = clipTarget as MaskableGraphic;
if (maskable != null && !maskable.canvasRenderer.hasMoved && !clipRectChanged)
continue;
//准备开始裁切，准备重建裁切的UI
clipTarget.Cull(
maskIsCulled ? Rect.zero : clipRect,
maskIsCulled ? false : validRect);
}
m_LastClipRectCanvasSpace = clipRect;
m_ForceClip = false;
}
}
如图10-4所示，RectMask2D会将RectTransform的区域作为_ClipRect传入Shader中，并且激活UNITY_UI_CLIP_RECT的Keywords。Stencil Ref 的值是0 表示它并没有使用模板缓冲比较，如果只是矩形裁切，RectMask2D并且它不需要一个无效的渲染用于模板比较，所以RectMask2D的效率会比Mask要高。
如下代码所示，在Shader的Frag处理像素中，被裁切掉的区域是通过UnityGet2DClipping()将Color.a变成了透明。
RectMask2D.cs（部分代码）：
标签：VertexHelper,裁切,Text,Image,Mask,public,雨凇 来源： https://www.cnblogs.com/chenggg/p/11185962.html