理解和使用 Unity UI 系统(canvas和CanvasScaler )

随着 Unity 4.6 发布,新 UI 系统终于与大家见面了。这篇文章将不会介绍如何使用按钮、滚动条之类的UI控件,这些内容可以参考 Unity Manual ;这篇文章的重点是,如何理解 UI 系统的设计,以便更好的在实际中使用、自定义和扩展。

EventSystem

如果你使用 UI 系统,那么 EventSystem 对象会自动创建。这个对象负责监听用户输入。默认情况下,在电脑上可以使用键盘和鼠标输入,在移动设备上可以使用触摸输入。但是如果你要为surface这样的设备开发,你也可以同时启用两种输入。当需要屏蔽用户输入时,将此对象关闭即可。UnityEngine.EventSystems.EventSystem.current 保存了当前活动的 EventSystem 对象。

Canvas

Canvas 是其他所有 UI 对象的根。在一个场景里 Canvas 数量和层级都没有限制。子 Canvas 使用与父 Canvas 相同的渲染模式。一个 Canvas 有三种渲染模式:

Screen Space - Overlay:UI元素相对于屏幕空间,以2D方式显示在任何相机画面的上面。这是非常标准的 UI 风格。典型例子:大量窗口、文本和按钮的策略游戏。

Screen Space - Camera:UI元素相对于屏幕空间,由指定的相机负责显示,相机的参数影响显示的结果。你可以把 Canvas 理解为相机的子物体。典型例子:射击游戏屏幕上的 3D HUD。

World Space:UI元素相对于世界空间,和其他场景里的物体一样有世界位置、遮挡关系。通常用来做非常创新的 UI 设计。例子:游戏内的手机屏幕、与场景绑定的游戏指导等。

CanvasScaler

这个组件负责屏幕适配。UI 系统使用 RectTransform 来计算 UI 的位置和大小,但这还不够。如何让设计的 UI 可以适配不同的分辨率、宽高比和 DPI?这个组件给出了以下3种适配方法,注意任何一种适配方法都不会改变UI的宽高比和相对定位。

Constant Pixel Size:通过调节 Canvas 像素大小来维持缩放不变。它的意思是不根据屏幕分辨率调整 Canvas 的缩放系数,而是调节 Canvas 的像素大小总是与屏幕保持一致。你可以手动或通过代码调节 Canvas 的缩放系数。这是 UI 系统默认的适配方案。如下图两种分辨率下相同的UI显示的不同之处,虽然不同屏幕下UI元素定位、大小没有发生变化(图中两个白色元素定位分别为屏幕左上角和右下角),但是较小的屏幕上UI元素占用了大部分屏幕空间,显得更拥挤。这就是这种适配方式的缺点,小屏幕太拥挤、大屏幕太空旷,没有考虑到屏幕的分辨率和DPI。但是这种模式的好处是UI元素可以保持设计时的细节(因为没有缩放)。这种模式可能适用于:你希望UI在一定范围内按原始大小显示,这样既可以让UI显示的尽可能清晰、又可以让屏幕较大的玩家拥有更广阔的视野,但是在太小或太大的屏幕上,你可以通过程序来调节缩放系数,不至于小屏幕被UI占满、大屏幕找不到UI。

理解和使用 Unity UI 系统(canvas和CanvasScaler )_第1张图片理解和使用 Unity UI 系统(canvas和CanvasScaler )_第2张图片

Scale With Screen Size:根据屏幕分辨率缩放。这可能是大部分游戏最方便的适配方法。在这种模式下,你需要指定一种设计分辨率,然后指定缩放的算法。无论哪种缩放算法,如果实际宽高比与设计宽高比相同,UI 都会被等比缩放。实际上,Canvas 只是保持自己的大小和设计分辨率一致。如果实际宽高比与设计宽高比不同,这时缩放算法才会影响显示结果。缩放算法有三种:扩展、收缩 和 匹配宽高。扩展算法的逻辑是,扩大 Canvas (在宽高比上)较短的一边,使得 Canvas 宽高比与屏幕一致。如下左图,设计分辨率宽高比为1:1(红色线框),实际屏幕更宽所以 Canvas 的 width 增加以匹配屏幕。这样的算法在宽高比不同的屏幕上将始终导致UI更“开阔”。收缩算法的逻辑是,收缩 Canvas (在宽高比上)较长的一边,使得 Canvas 宽高比与屏幕一致。如下中图,设计分辨率宽高比为1:1(红色线框),实际屏幕更窄所以 Canvas 的 height 减小以匹配屏幕。这样的算法在宽高比不同的屏幕上将始终导致UI更“紧凑”。匹配宽高的算法逻辑是,根据指定的权重,同时调节 Canvas 的宽和高,使得 Canvas 宽高比与屏幕一致。如下右图,设计分辨率为红色线框,设定宽度和高度的权重相等(0.5),实际屏幕上 Canvas 的宽和高都被调整以匹配屏幕。这样的算法在宽高比不同的屏幕上根据宽高权重的不同UI布局“保真度”也不同。

理解和使用 Unity UI 系统(canvas和CanvasScaler )_第3张图片理解和使用 Unity UI 系统(canvas和CanvasScaler )_第4张图片理解和使用 Unity UI 系统(canvas和CanvasScaler )_第5张图片

Constant Physical Size:通过调节 Canvas 物理大小来维持缩放不变。它的意思是不根据屏幕物理大小调整 Canvas 的 DPI,而是调节 Canvas 的物理大小总是与屏幕保持一致。这种说法可能比 Constant Pixel Size 更难以理解,实际上他们本质是一样的,只不过  Constant Pixel Size 通过逻辑像素大小调节来维持缩放,而 Constant Physical Size 通过物理大小调节来维持缩放。使用这种模式必须指定一个像素转换物理大小的因数(填写96方便在windows上进行开发)。运行时通过具体设备报告的dpi计算最终的 Canvas 像素大小和缩放比例。这种模式从设计的意图来看,是为了适应某些超高dpi的显示设备(比如现在的 mac 高达 5K 的显示器),但是在我看来只不过是让开发人员更加困惑,实际使用价值并不高。因为开发人员更关心设计分辨率,他们需要绘制明确尺寸的图片!除非未来开发人员和玩家都使用了超高dpi的显示器,才会开始忽略像素尺寸而仅专注于物理尺寸。

未完待续。


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