UGUI 图形渲染

一、渲染基础

Graphic是所有可视化元素的基类,所有可视化元素都必须继承Graphic,我们经常使用的Image、RawImage、Text都继承自MaskableGraphic,MaskableGraphic继承Graphic。Graphic继承UIBehaviour和ICanvasElement接口,其中ICanvasElement提供了Canvas管理其下元素更新事件的接口。

二、渲染实现

1、需要重绘的元素都会直接或间接的调用CanvasUpdateRegistry中RegisterCanvasElementForGraphicRebuild()或TryRegisterCanvasElementForGraphicRebuild()接口将需要重绘的元素加入到m_GraphicRebuildQueue队列中。

2、CanvasUpdateRegistry构造函数中会将PeformUpdate方法加入Canvas.willRenderCanvases事件中,然后在渲染所有的Canvas之前,抛出willRenderCanvases事件从而调用PeformUpdate(),在PeformUpdate函数中执行步骤如下:

(1)分别以CanvasUpdate.PreRender(渲染前),CanvasUpdate.LatePreRender(延迟渲染)为参数调用m_GraphicRebuildQueue每个元素的Rebuild()方法;接下来让我们看一下Graphic中Rebuild函数的具体实现:

图2-1

由上图可知,需要实现渲染的元素必须包含CanvasRenderer组件,因为最终的渲染都是由UnityEngine的CanvasRenderer实现的。其实在Graphic类前包含一下两句,当添加继承Graphic的组件时会强制添加CanvasRenderer和RectTransform组件。    [RequireComponent(typeof(CanvasRenderer))][RequireComponent(typeof(RectTransform))]

由以上代码可知,只针对CanvasUpdate.PreRender(预渲染)阶段调用UpdateGeometry()和UpdateMaterial()方法。

A、UpdateGeometry()方法用来更新网格信息并传给CanvasRender。实现如下:

图2-2

DoLegacyMeshGeneration()和DoMeshGeneration()都用来生成网格,只不过调用不同的OnPopulateMesh()接口,分别调用OnPopulateMesh(Mesh m)、OnPopulateMesh(VertexHelper vh)。不过OnPopulateMesh(Mesh m)已废弃,并且Image、RawImage、Text构造函数中都会将useLegacyMeshGeneration置为false,所以我们只来看一下DoMeshGeneration()的实现。

图2-3

如图2-3所示,步骤如下:

① 首先调用OnPopulateMesh(VertexHelper vh)接口负责构建网格需要的顶点数据和三角形数据并保存在VertexHelper中。Image\RawImage\Text都重写了该方法;

② 遍历所有包含IMeshModifier的元素,调用ModifyMesh()方法修改Mesh信息;Text的阴影和描边都是通过IMeshModifier中的ModifyMesh()接口实现的。IMeshModifier->BaseMeshEffect->Shadow->Outline;

③ 使用VertextHelper保存的顶点和三角形数据填充workMesh;

④调用CanvasRenderer的SetMesh()接口提交网格信息。SetMesh()接口提交网格信息并合并网格数据,另外SetMesh()在C++中实现,所以效率相对NGUI高一些,NGUI的网格合并是在C#中处理的。

B、UpdateMaterial()方法更新材质信息传给CanvasRender。实现如下,设置渲染需要的材质和纹理。

图2-4

(2)然后调用m_GraphicRebuildQueue中每个元素的GraphicUpdateComplete()方法;

(3)最后清空m_GraphicRebuildQueue队列。

三、重绘触发因素

通过查看Graphic代码发现SetVerticesDirty()和SetMaterialDirty()都会调用CanvasUpdateRegistry.RegisterCanvasElementForGraphicRebuild()接口将元素添加到m_GraphicRebuildQueue列表中。SetAllDirty()会同时调用SetVerticesDirty()和SetMaterialDirty(),实现如下:

图3-1

1、针对所有继承Graphic的元素,触发以下接口或属性改变时都会直接或间接引起重绘:

(1)OnRectTransformDimensionsChange():当RectTransform尺寸变化时就会调用SetVerticesDirty();

(2)OnTransformParentChanged():父节点改变时,会调用SetAllDirty();

(3)OnEnable():调用SetAllDirty();

(4)OnDidApplyAnimationProperties():应用动画属性时,调用SetAllDirty();

(5)Material material:材质改变,调用SetMaterialDirty();

(6)OnDisable():元素禁用或非活跃状态时会调用CanvasUpdateRegistry.UnRegisterCanvasElementForRebuild(this),将该元素从m_GraphicRebuildQueue列表中删除。

2、针对一些元素,某些属性改变时也会引起重绘:

(1)继承MaskableGraphic的元素:

A、bool maskable:是否允许遮罩。调用SetMaterialDirty();

B、OnEnable():调用Graphic的OnEnable,还会调用SetMaterialDirty();

(2)Image

A、sprite:调用SetAllDirty()接口;

B、overrideSprite:调用SetAllDirty()接口;

C、SetNativeSize():设置RectTransform适应Image大小时会调用SetAllDirty()接口;

D、Type type:图片显示类型改变时,调用SetVerticesDirty();

E、bool preserveAspect:是否保留初始比例,调用SetVerticesDirty();

F、bool fillCenter:是否填充中心,只针对Filled模式,调用SetVerticesDirty();

G、FillMethod fillMethod:填充方式,只针对Filled模式,调用SetVerticesDirty();

H、float fillAmount:填充比例,只针对Filled模式,调用SetVerticesDirty();

I、bool fillClockwise:是否顺时针填充,只针对Filled模式且FillMethod为Radio类型,调用SetVerticesDirty();

J、int fillOrigin:填充起始位置,调用SetVerticesDirty();

K、bool useSpriteMesh:是否使用精灵网格,调用SetVerticesDirty();

L、OnCanvasHierarchyChanged():父画布的状态改变,调用SetVerticesDirty();

(3)Text

A、FontTextureChanged():字体纹理改变时,如果CanvasUpdateRegistry正在执行Rebuild则直接调用UpdateGeometry()修改顶点数据,否则调用SetAllDirty();

B、font:字体改变时,调用SetAllDirty();

C、Text text:调用SetVerticesDirty();

D、bool supportRichText:是否支持富文本,调用SetVerticesDirty();

E、bool resizeTextForBestFit:文字是否自适应大小,调用SetVerticesDirty();

F、int resizeTextMinSize:修改字体最小尺寸,调用SetVerticesDirty();

G、int resizeTextMaxSize:修改字体最大尺寸,调用SetVerticesDirty();

H、TextAnchor alignment:修改对齐方式,调用SetVerticesDirty();

I、bool alignByGeometry:是否使用字形几何的范围来执行水平对齐。调用SetVerticesDirty();

J、int fontSize:字体大小改变。调用SetVerticesDirty();

K、HorizontalWrapMode horizontalOverflow:水平显示模式(Wrap\Overflow)改变。调用SetVerticesDirty();

L、VerticalWrapMode verticalOverflow:垂直显示模式(Truncate\Overflow)改变。调用SetVerticesDirty();

M、float lineSpacing:行间距改变。调用SetVerticesDirty();

N、FontStyle fontStyle:字体形态(Normal\Bold\Italic\BoldAndItalic)。调用SetVerticesDirty();

(4)RawImage

A、Texture texture:纹理改变时,同时调用SetVerticesDirty()和 SetMaterialDirty();

B、Rect uvRect:UV矩形改变,调用SetVerticesDirty();

(5)Mask 

A、bool showMaskGraphic:是否显示遮罩图片。会调用该Mask绑定的Graphic组件的SetMaterialDirty();

B、OnEnable:会调用该Mask绑定的Graphic组件的SetMaterialDirty();

C、OnDisable:会调用该Mask绑定的Graphic组件的SetMaterialDirty();

(6)Shadow

A、Color effectColor:阴影颜色改变。会调用与该该shadow组件绑定的Graphic组件的SetVerticesDirty();

B、Vector2 effectDistance:阴影特效距离改变。会调用与该该shadow组件绑定的Graphic组件的SetVerticesDirty();

C、bool useGraphicAlpha:是否使用Graphic中的Alpha透明度。会调用与该该shadow组件绑定的Graphic组件的SetVerticesDirty();

(7)InputField 与Image\Text等组件不同,InputField直接继承ICanvasElement接口,实现了自己的Rebuild()方法。当InputField需要重回时调用MarkGeometryAsDirty(),该私有方法会调用CanvasUpdateRegistry.RegisterCanvasElementForGraphicRebuild(this);

A、DeactivateInputField():输入失效时,调用MarkGeometryAsDirty();

B、int caretWidth:光标宽度。调用MarkGeometryAsDirty();

C、Color caretColor:光标颜色,如果未自定义光标颜色则默认使用关联Text组件字体颜色否则使用自定义颜色。调用MarkGeometryAsDirty();

D、bool customCaretColor:是否自定义光标颜色。调用MarkGeometryAsDirty();

E、Color selectionColor:输入框选中后颜色。调用MarkGeometryAsDirty();

G、IEnumerator CaretBlink():光标闪烁时。调用MarkGeometryAsDirty();

H、OnDrag(PointerEventData eventData):光标拖动时。调用MarkGeometryAsDirty();

I、UpdateLabel():更新与InputField关联的Text时。调用MarkGeometryAsDirty();

J、另外在InputField的OnEnable()和textComponent改变时都会调用m_TextComponent.RegisterDirtyVerticesCallback(MarkGeometryAsDirty)

m_TextComponent.RegisterDirtyVerticesCallback(UpdateLabel);

m_TextComponent.RegisterDirtyMaterialCallback(UpdateCaretMaterial);

将MarkGeometryAsDirty和UpdateLabel添加到m_OnDirtyVertsCallback回调中,当与InputField关联的Text组件需要重新绘制调用SetVerticesDirty()接口时就会调用m_OnDirtyVertsCallback;将UpdateCaretMaterial添加到m_OnDirtyMaterialCallback回调中,当与InputField关联的Text组件材质改变时调用SetMaterialDirty()接口时就会调用m_OnDirtyMaterialCallback。

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