[置顶] 【Unity3D游戏开发】NGUI之DrawCall数量 (四)

看了很多关于NGUI drawCall的文章，见得比较多的一个观点是：一个 Atlas 对应一个Drawcall。

但其实NGUI内部有自己的一套对DrawCall的处理规则。相关的规则有:

1.Atlas图集数量有关

2.Atlas图集的调用顺序(绘制顺序)有关

3.和UIPanel的数量有关

一、减少NGUI 3的DrawCall数量

升级到NGUI3， DrawCall数由5个增长到了十七八个，想想应该不会是NGUI的问题吧。后来整理了一下，发现有两点： 
        1）对于同一Atlas，DrawCall数取决于Panel的数量（实际上是UIPanel这个脚本的数量）。比如说，我有两个Sprite，这两个Sprite属于同一Atlas，但是位于不同的Panel下，这时候DrawCall 数是2， NGUI 2中则是1。使用建议就是只使用一个Panel。 
        2）对于不同Atlas，同一Panel下的Sprite，可通过Depth调节显示层级，Z值不管用，这点跟NGUI 2中刚好相反。还有就是不同Atlas的Sprite 的Depth值尽量不要来回穿插。比如Atlas A中有两个Sprite a 和 aa，Depth分别为1，3；Atlas B中有两个Sprite b 和 bb， Depth分别为2，4， 则DrawCall 总数为4而不是2。（在NGUI 3中，你可以点击Panel ，在Inspector面板中看到每一个DrawCall的调用细节 ） 

        简单的说就是DrawCall的数量不只跟Atlas的数量有关，还跟Atlas调用顺序有关，使用的时候最好只用一个Panel， 不同Atlas的Sprite Depth尽量不穿插。

参考文章:http://game.ceeger.com/forum/read.php?tid=14653

 

二、NGUI 减少DrawCall

前置说明一：

Unity中的drawcall定义：

每次引擎准备数据并通知GPU的过程称为一次Draw Call。

Unity（或者说基本所有图形引擎）生成一帧画面的处理过程大致可以这样简化描述：引擎首先经过简单的可见性测试，确定摄像机可以看到的物体，然后把这些物体的顶点（包括本地位置、法线、UV等），（顶点如何组成三角形），变换（就是物体的位置、旋转、缩放、以及摄像机位置等），相关光源，纹理，渲染方式（由材质/Shader决定）等数据准备好，然后通知图形API——或者就简单地看作是通知GPU——开始绘制，GPU基于这些数据，经过一系列运算，在屏幕上画出成千上万的三角形，最终构成一幅图像。

 

前置说明二：

NGUI中的UIWidget的显示顺序：

每一个UIWidget的显示顺序由depth值决定，跟z轴没关系，而这个depth值是由两部分组成的，一个是UIWidget所在的UIPanel的depth和UIwidget自身的depth值进行加权计算。

并且，UIPanel的权重非常大，可以认为，UIPanel的depth大的所有UIWidget比UIPanel的depth小的所有UIWidget比最后计算的depth一定大。举个例子：

 

UIPanel1    depth  x                      UIPanel2    depth  y

UIWidget1  depth  m                      UIWidget2  depth  n

 

只要 x > y，那么不管m和n的大小，UIWidget1最后的depth一定大于UIWidget2。

 

 

减少drawcall的规则：

1、同一个UIPanel下的texture和font尽量放在同一个altals下。也表达了另外一个意思，使用同一个altals的元素尽量放在同一个UIPanel下面。

2、如果一个UIPanel下面使用了多个altals，那么尽量让使用相同altals的元素连续，尽量避免altals交叉。

 

规则1的前半部分好理解。后半部分，参照前面显示顺序问题可以知道。如果使用同一个altals的元素在两个不同的UIPanel下面，这就必然导致它们的drawcall分离。所以即使调整它们的depth一致，也无法合并成一个drawcall.

 

规则2的意思，举个例子就明白了：

同一个UIPanel下有4个UIWidget，w1，w2，w3，w4。

其中 W1和W2引用altals1。

其中 W3和W4引用altals2。

 

如果它们的depth顺序为  w1 : 1，w2 ：2，w3 : 3，w4 : 4。

那么整个渲染需要2个drawcall，因为渲染顺序为 w1，w2，w3，w4。

而w1和w2公用一个altals，所以可以合并成一个drawcall，同理w3和w4可以合并成一个drawcall。

 

而如果它们的depth顺序为： w1 : 1，w2 ：3，w3 : 2，w4 : 4。

那么整个渲染需要4个drawcall，因为渲染顺序为 w1，w3，w2，w4。

因为w1和w3不是公用一个altals，所以只能分开渲染。同理w3和w2，w2和w4也只能分开渲染。

参考文章:http://blog.csdn.net/monzart7an/article/details/25212561

 

三、源码分析NGUI的DrawCall合并原理

NGUI为了减少GPU状态切换的消耗（比如切换material），把相同material的widget合并，减少DrawCall的数量。下文描述了NGUI如何对widget归类，以及减少DrawCall需要注意的地方。

归类widget的代码在UIPanel中的FillAllDrawCalls()里，代码如下:

void FillAllDrawCalls ()
        {
                for (int i = 0; i < drawCalls.size; ++i)
                        UIDrawCall.Destroy(drawCalls.buffer[i]);
                drawCalls.Clear();

                Material mat = null;
                Texture tex = null;
                Shader sdr = null;
                UIDrawCall dc = null;

                if (mSortWidgets) SortWidgets();

                for (int i = 0; i < widgets.size; ++i)
                {
                        UIWidget w = widgets.buffer[i];

                        if (w.isVisible && w.hasVertices)
                        {
                                Material mt = w.material;
                                Texture tx = w.mainTexture;
                                Shader sd = w.shader;

                                if (mat != mt || tex != tx || sdr != sd)
                                {
                                        if (mVerts.size != 0)
                                        {
                                                SubmitDrawCall(dc);
                                                dc = null;
                                        }

                                        mat = mt;
                                        tex = tx;
                                        sdr = sd;
                                }

                                if (mat != null || sdr != null || tex != null)
                                {
                                        if (dc == null)
                                        {
                                                dc = UIDrawCall.Create(this, mat, tex, sdr);
                                                dc.depthStart = w.depth;
                                                dc.depthEnd = dc.depthStart;
                                                dc.panel = this;
                                        }
                                        else
                                        {
                                                int rd = w.depth;
                                                if (rd < dc.depthStart) dc.depthStart = rd;
                                                if (rd > dc.depthEnd) dc.depthEnd = rd;
                                        }

                                        w.drawCall = dc;

                                        if (generateNormals) w.WriteToBuffers(mVerts, mUvs, mCols, mNorms, mTans);
                                        else w.WriteToBuffers(mVerts, mUvs, mCols, null, null);
                                }
                        }
                        else w.drawCall = null;
                }
                if (mVerts.size != 0) SubmitDrawCall(dc);
        }

算法描述如下

先把UIPanel中的Widget按depth从小到大排序，如果depth相同那按照material的ID来排序。然后遍历每个元素，把material相同的Widget归类到同一个drawCall。合并之后的结果如下图

最后生成了3个DrawCall，并按顺序提交GPU绘制。

为何要采用这个算法呢？因为NGUI的Material是透明材质，不会写入深度缓存（但是会进行深度测试，以保证与非透明物体的层次正确），我们可以看NGUI材质所使用的Unlit/Transparent Colored这个Shader，里面有一句ZWrite Off。所以widget的前后关系与z坐标是没有关系的，而是与DrawCall的绘制顺序有关。所以如果要按照上图的depth来显示widget，必然只能分成3个DrawCall，并且按顺序绘制。

参考文章:http://bbs.9ria.com/thread-282804-1-1.html