Unity NGUI屏幕适配

前段时间整理的一篇关于unity ui开发的文章，被推荐上了csdn首页，对于刚刚写文字的我来说，是莫大的鼓励，让我干劲十足，写出更多有质量的文字。

写在前面

屏幕适配是每个手机应用和游戏都会解决的问题，当然在开发的过程中会遇到各种各样的坑，这次，我们就来讨论一下unity项目中的屏幕适配吧！

目录

1. 屏幕适配的分类
2. 哪些内容需要适配
3. unity中常见的适配方式
4. 游戏内容适配
5. NGUI的适配方案
6. UGUI的适配方案

屏幕适配的分类

说到屏幕适配的分类啊，也许会有所疑问，屏幕适配还能分类？细致分析一下，可以分为两大类：分辨率适配和宽高比适配。

1. 分辨率适配
   首先得知道分辨率是什么？分辨率是屏幕显示图像的紧密度，是指显示器能显示的像素有多少。屏幕上的点、线、面都是由像素组成的，分辨率越高，同样大小的屏幕能显示的像素越多，画面就越精细。现在PC上分辨率大多是 1920 * 1080，我们看的视频很多高清版本就是 1080p 的。
   既然分辨率是屏幕的一项指标，那么手机上当然也会用到，现在智能手机市场有那么多产品，有多个厂家生产，并且有多个价位，所以手机屏幕分辨率肯定各不相同（虽然屏幕分辨率一般比较固定的几个）。那么分辨率适配是每个应用、游戏都应该做的。

2. 宽高比适配
   这个很好理解，每个手机大小各不相同，宽高比也会有多种啦，适配宽高比当然也是必须要做的喽。

   当下移动设备主流分辨率及宽高比：
   iOS设备的分辨率主要有：
   

   Android设备的分辨率则相对纷杂，主流的分辨率有：
   

哪些内容需要适配

1. User Interface
   游戏UI需要适配，这是无所质疑的，包括一般的手机应用程序，都需要这个步骤。如果再细分一下，还分为位置适配和大小适配

   位置适配：分辨率会影响UI在屏幕中显示的位置，比如在800 * 600分辨率的屏幕上，button1在正中央位置，坐标为（400， 300），但是如果放在1366 * 768分辨率屏幕上位置就会靠左边一些，这样会严重影响UI布局的美观。

   大小适配：同样的例子，在800 * 600分辨率的屏幕上，button1的大小为50*20像素，但是到了分辨率高的屏幕上，button1就变得很小了，影响美观，影响用户正常使用。

   

2. 游戏内容
   一般的应用开发，用户看到的只有UI，但在游戏中，除了UI，还有游戏内容。而游戏内容是什么呢？

   举个例子：
   比如在2D游戏中，除了那些可以交互的按钮滚动，在二维场景中的背景、物件、NPC等，都属于游戏内容。在进行宽高比适配的时候，难免会按照宽度或高度做一些裁剪，如果不进行处理，有些游戏内容就会看不到。
   在3D游戏中，场景的大小是固定的，当相机照射的宽高比因为适配屏幕宽高比变化时，就可能“穿帮”，很有可能看到黑边。

   在unity中不管2D游戏还是3D游戏，分辨率大小不会影响游戏内容显示，屏幕宽高比会影响游戏内容显示。

   注意：在unity编辑器中，game视图是默认的视口，并且编辑器下改变游戏宽高比，unity会自动把相机宽高比调整到适配的宽高比。

unity中常见的适配方式

1. Camera组件
   Projection：投影类型
   Prespective为透视投影

   

   Field of View：相机的张角，它决定相机照射的范围。
   Clipping Planes：近裁剪面和远裁剪面
   Viewport Rect：视口大小，取值为0 ~ 1之间

   Orthographic为平行投影

   

   与透视投影不同的是size属性，它用来调整摄像机的大小
   orthographicSize：等于相机高度的一半

   注意一下，unity中的单位和像素之间有一个转换关系，叫做Pixels To Units
   

   默认为100，unity中一个单位表示图片的100个像素。如果游戏屏幕高为800像素，那么换算后高度为 800 / 100 / 2 = 4。

   unity没有直接设置摄像机宽度的属性，也没有获取摄像机宽度的接口，但可以通过高度和宽高比计算出来。那么计算宽度如下：

   cameraWidth = camera.orthographicSize * 2 * camera.aspect

   换算成像素：cameraWidth * 100

   cameraHeight = camera.orthographicSize * 2

   换算成像素：cameraHeight * 100

   相机的宽高比是unity自动设置为当前屏幕宽高比的，所以camera.aspect不需要自己设置。

2. 缩放
   在Transform组件上，可以设置控制物体每个方向上的缩放比例。
   

3. 锚点（相对位置）
   目前NGUI，UGUI都有类似的功能，稍后再讨论。

游戏内容适配

游戏内容可以分为两类
有效内容：游戏中一定需要显示在屏幕上的内容
实际内容：包括有效内容和为了适配、或其它目的增加的内容。

1. 3D游戏中把要么场景做得比正常显示时更大一些；要么显示天空盒子。

2. 2D游戏中也是把背景做得大一些，尽可能让游戏不出现黑边。
   我们的开发一般都会选择在一个固定的设计分辨率上进行，比如常用的iOS竖屏游戏设计分辨率640*960，我们就以这个设计分辨率为例。通常情况下，设计分辨率尺寸就是我们游戏有效内容的尺寸。
   orthographicSize设置为4.8，就可以让游戏内容铺满屏幕

   这里有一篇文章，里面详细讲了unity 2D游戏的屏幕适配。

NGUI适配方案

1. UIRoot
   NGUI中每一个UI都是以UIRoot作为根节点，该组件完成了NGUI大体上的适配功能。
   UIRoot的几种缩放方式：
   

   Flexible：

   在该模式下，下面的UI都是以像素为基础，100像素的物体无论在多少分辨率上都是100像素，这就意味着，100像素在分辨率低的屏幕上可能显示正常，但是在高分辨率上就会显得很小。

   在该模式下，UIRoot的属性如下：
   

   Minimum Height：设置为725时，当屏幕高度小于725时，在该屏幕上显示的样子和开发时一致。
   Maximum Height：设置为1024时，当屏幕高度大于1024时，在该屏幕上显示的样子和开发时一致。

   Shrink Portrait UI：当是竖屏状态时，按宽度来适配。
   Adjust by DPI：使用dpi做适配计算。

   补充一下一些关于屏幕的基本概念

   dip：设备无关像素
   dp：就是dip
   px：像素
   dpi：像素密度，单位面积上有多少个像素点
   分辨率：宽高两个方向上的像素点数，如800*600
   屏幕尺寸：屏幕对角线长度
   屏幕比例：宽高比

   详细的转换关系，去这里看看。

   开发时的布局：
   

   改变Game视图大小：
   

   改变Game视图大小，高度大于725，小于1024，（按刚刚的截图中设置的值测试的）：
   

   在高度在Minimum和Maximum之间时，UIRoot就不会对下面的UI缩放了，开发时有多少像素在高分辨下也只有那么点像素，所以看起来就变小了。

   这个Minimum和Maximum Height用于你对实际的屏幕尺寸进行限制，如果实际的屏幕尺寸小于Minimum，那么就相当于设置了“Constrained”模式、Manual Height值设为Minimum的时候一样，同理，如果屏幕尺寸超过了Maximum，那也相当于设置了“Constrained”模式、Manual Height值设为Maximum的时候一样。

   以上是在Flexible模式的关于分辨率的适配，还有一个是宽高比适配，分两种情况:

   当高大于宽的是，也就是竖屏状态时
   

   两边被截了
   

   只需要勾上Shrink Portrait UI，就能按照宽度来适配了（因为默认横屏状态，并且默认按高度适配，所以在看这段源码的时候，它里面的计算是宽高颠倒的）：
   

   当宽大于高时，也就是横屏状态时：就需要自己来根据宽度来调整缩放。

   • 动态的改变适配的高度

     public class NewBehaviourScript : MonoBehaviour {
     
      public int ManualWidth = 1280;
      public int ManualHeight = 720;
     
     void Awake () {
         UIRoot uiRoot = gameObject.GetComponent();
     
          if (uiRoot != null)
         {
             if (System.Convert.ToSingle(Screen.height) / Screen.width > System.Convert.ToSingle(ManualHeight) / ManualWidth)
                 uiRoot.minimumHeight = Mathf.RoundToInt(System.Convert.ToSingle(ManualWidth) / Screen.width * Screen.height);
             else
                 uiRoot.minimumHeight = ManualHeight;
         }
     }
     }

   • 利用相机的camera.orthographicSize
     需要知道orthographicSize表示的是相机高度的一半，前面已经讲清楚了。我在16 : 9屏幕下开发，并且设置camera.orthographicSize为1，把Minimum和Maximum设置为相同
     

   ，然后把下面脚本挂在UI相机上：

   public class NewBehaviourScript : MonoBehaviour {
   
   void Awake ()
    {
        camera.orthographicSize *= 16.0f / 9 / ((float)Screen.width / Screen.height);
   }
   }

   16:9屏幕上正常：
   

   不加上述脚本，在5:4屏幕上，两边被裁剪了：
   

   加上上述脚本，在5:4屏幕上就正常了，按照宽度适配：
   

   Constrained：

   该模式下，屏幕按照尺寸比例来适配，不管实际屏幕有多大，NGUI都会通过合适的缩放来适配屏幕。这样在高分辨率上显示的UI就会被放大，有可能会模糊。
   

   Content Width：按照该宽度值适配屏幕
   Content Height：按照该高度值适配屏幕

   Fit选项表示已哪个值做适配。这两个值可以认为是事先设定好的屏幕初始大小和比例。源码中Fit选项的枚举值：

   public enum Constraint
   {
   Fit,
   Fill,
   FitWidth,
   FitHeight,
   }

   • 如果Fit都没勾选（Constraint.Fill）
     当适配宽高比小于实际宽高比时，就会按照宽度适配，反之按照高度适配。该情况下可以保证显示结果永远没有黑边，但上下或者左右两边可能会被裁剪。

   • 如果勾选了Width（Constraint.FitWidth）
     那么就会在屏幕比例发生变化时，按照宽度来适配。例如开发时用16:9屏幕，运行在5:4屏幕上，宽度适配，计算公式为 activeHeight = manualWidth / （screen.x / screen.y），16 / ( 5 / 4 ) = 12.8 > 9，这样显示宽度就全部显示进来了，但是高度上就会出现黑边，所以这种情况下要想办法解决黑边问题。

   • 如果勾选了Height（Constraint.FitHeight）
     那么就会在屏幕比例发生变化时，按照宽度来适配。activeWidth = manualHeight * （screen.x / screen.y），9 * ( 5 / 4 ) = 11.25 < 16，这样高度全部显示进来，但在宽度上两边被裁剪掉了，显然这样更不合适了。

   • 如果两个都勾选了（Constraint.Fit）
     当适配宽高比大于实际宽高比时，就会按照宽度适配，反之按照高度适配。该情况下可以保证显示开发时能见到的所有内容，但是可能上下或左右会出现黑边。

   下面是UIRoot.cs源码：
   

   可以清楚的看到NGUI是怎么利用这些值进行计算高度的。

   Constrained On Mobiles

   前两种模式的组合，在PC和Mac等桌面设备上用Flexible模式， 在移动设备上Constrained模式。

2. UIAnchor or UIStretch
   作为NGUI中一个组件，但之前做的项目里面好像怎么用，可以把它看做对一个UI树中的局部进行控制。它们在处理细节上很相似，都是先计算参照对象（这个参照对象由Insprector的Container指定，如果没有选择，就是Camera）的大小Rect，然后根据参数UIAnchor(Side,relativeOffset,pixelOffset)，UIStretch(Style,relativeSize,initialSize,borderPadding)进行调整，最后设置对应的属性，只不过UIAnchor设置的是transform.position，UIStretch设置的是(width,height)或clipRange等。

   UIAnchor组件的视图：
   

   Container：指定Anchor的参照点，如果没有选择，则以Camera的pixelRect的区域为参照面 。
   Side：锚点位置，有八个位置可选。
   Relative Offset：相对于Camera，或Container的百分比偏移 。
   Pixel Offset：像素的偏移。

   UIStretch组件的视图：
   

   大致和UIAnchor差不多，Style属性有些改动如下

   Horizontal：横向拉伸。
   Vertical：纵向拉伸。
   Both：双向拉伸，但xy方向上的拉伸比例不同。
   BasedOnHeight：双向拉伸，但xy方向上的拉伸比例相同，且比例基于height。
   FillKeepingRatio：双向拉伸,但xy方向上的拉伸比例相同，比例基于较大者。
   FitInternalKeepingRatio：双向拉伸，但xy方向上的比例相同，比例基于较小者。

   具体的可以自己研究一下，但是不建议用这个两货，折腾了一下感觉太麻烦，而且根本没必要啊，因为UIRoot已经做了大部分的适配了，那些局部细节上的调整完全可以用UIRect所管理的Anchor来实现，它不是单独的组件，比这两简单多了，下面就来聊聊它。

3. UIRect的Anchor
   首先得了解一些UIRect，这里不详细聊它，后面会整理一篇分析NGUI底层的文章，里面有详细说它。简单介绍一下，从NGUI控件的继承结构上，UIRect是所有weight和panel的基类，管理着rect和anchor，计算、生成，是一个抽象类。

   拿UISprite举例：
   

   Type：三种类型，使用锚点、基本控制、完全控制。
   Execute：设置在什么时候执行锚点适配。
   Target：参考物体。
   Left、Right、Bottom、Top：该控件上下左右边。

   比如，你想某个按钮在任何尺寸屏幕上都停留在屏幕上的左边，可以如下：

   16:9屏幕上
   

   锚点设置如下：UISprite的左右边界都参考target的左边
   

   然后5:4屏幕上，UISprite依然在屏幕的左边了
   

   当然其它的weight都可以设置锚点，可以这么说，凡事继承自UIRect的组件都可以使用该锚点。

UGUI适配方案

终于把NGUI适配说完了，对于UGUI目前没有深入了解，在场景视图中可以拖拽锚点，设置锚点区域，感觉挺简单的，粗略做个笔记。

1. Canvas Scaler：画布比例缩放，从整体上对UI进行适配控制，和UIRoot有异曲同工之妙，很多参数名字不一样，但意思一样。

   ConstantPixelSize：按像素适配
   

   Constant Pixel Size：保持UI元素大小不变，无论屏幕尺寸如何变化，所占像素不变。
   Scale Factor：保持大小的比例 。原图100x100 原始大小1=100x100 原来的2倍大 2=200x200
   Reference Pixels Per Unity： 100 Unity里的1单位大小代表100像素

   ScaleWithScreenSize：按比例适配
   

   Scale With Screen Size：UI元素大小跟随屏幕分辨率的大小变化而变化。
   Reference Resolution：参考分辨率。
   Screen Match Mode：
   Match Width Or Height：根据参考分辨率的高或宽，来缩放UI元素。
   Expland：分辨率设置不会小于Canvas设置的分辨率。
   Shrink：分辨率不会大于Canvas设置的分辨率。

   Constant Physical Size：按屏幕物理大小适配
   

   根据屏幕的PPI信息和ConstantPhysicalSize本身的配置信息，得出一个“合适”的scaleFactor，以达到UI在不同PPI设备上的最终大小都是一致的。

2. 锚点
   UGUI中锚点有多种“形态”，当锚点是一个点时，表示该UI大小不变，位置会随参考点改变。当锚点是一个矩形区域时，UI的大小就会随该参考区域改变，当然非常灵活，锚点矩形的大小可以随意设置，甚至可以在某个方向长度为0。

写在最后

以上就是屏幕适配的所有内容，主要介绍了屏幕适配的分类：分辨率适配和宽高比适配，按内容又分为游戏UI适配和游戏内容适配，并给出一些适配方法。然后重点讲了NGUI的适配方法，简单介绍了UGUI，总的来说UGUI和NGUI适配的方案有很多相似的地方，适配的大致方向就是按像素、按比例缩放对全局适配，用锚点来做精细的控制。对UGUI现在不是很熟，所以写的很简单，以后找时间在详细研究一下，再整理出来。