Unity UGUI 原理篇

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目标：
1、Canvas ：了解 Render Mode的三种渲染模式
2、Canvas Scaler ：解各種不同 UI Scale Mode
Pixels Per Unit 每單位像素
Canvas Scale Factor 縮放因子
Reference Resolution(預設螢幕大小)、Screen Size、Canvas Size 之間的關係與算法
环境：
Windows 10
Unity 2018.1.3

Canvas
通常称为画布。是UGUI的布局和渲染空间。

Render Mode的三种模式
Screen Space – Overlay：屏幕空間 – 覆盖
Screen Space – Camera：屏幕空間 – 摄像机
World Space：世界坐标空間

Screen Space – Overlay：

这个模式下面不参战任何摄像机。显示在任何物体上面
Pixel Perfect :增加抗锯齿。让UI更清晰的显示。但是有效率[color=rgb(85, 85, 85) !important]问题。特别是在有大量UI动画的时候。性能消耗严重。谨慎开启
Sort Order ：排序的深度值。值越大。显示越靠前

Screen Space – Camera：

用一个摄像机物体做为参照，用于渲染和定位Canvas。因为是参照Camera的。Canvas的大小会根据摄像机的视锥大小、屏幕大小、分辨率自动调节，在Canvas和Camera直接的GameObject的会显示在UI前面
Render Camera : 参照的摄像机
Plane Distance : 与摄像机的距离
Sorting Layer : 排序层级，在Edit->Project Setting->Tags and Layers->Sorting 里面设置。越靠后的层级，显示越靠前
Order in Layer : 在同一显示层级上的显示排序。数值越大。显示越靠前
World Space：

这个模式是以世界坐标系显示UI。把UI当做一个3D物体来显示
Event Camera : 处理UI输入事件的摄像机。
一般来讲。用Screen Space – Camera模式比较普遍。UI和3D物体用两个摄像机来渲染。
Canvas Scaler

用来控制Canvas总体的缩放，Canvas Scaler的缩放因子是影响Canvas下面子UI的大小。只有Canvas在Screen Space的模型下。Canvas Scaler才起作用。在World Space模式下。和3D物体一样。
先来说说各个Size的关系
Reference Resolution : 預設螢幕大小
Screen Size:当前屏幕大小

Canvas Size:Canvas的大小

Scale Factor
这个值是用来缩放Canvas Size到Screen Size一样大

比如Scale Factor为1时。Screen Size为（1280*800）Canvas Size为（1280*800）
Scale Factor为2时。Screen Size为（1280*800）Canvas Size为（640*400）

UI Scale Mode
Constant Pixel Size:Canvas Size始终和Screen Size的大小一致。通过Scale Factor来缩放UI

Scale Factor：缩放因子。通过这个参数来缩放UI
Reference Pixels Per Unit：
先来说说图片导入里面的Pixels Per Unit。意思是这个Sprite在世界里。一个单位由多少个像素组织

用一个100*100的图来做测试
在场景中创建一个1*1大小的Cube。与一个Sprite在场景中做测试。两者的Transform Scale都为1.
当Pixels Per Unit为100时。图片在场景中的大小为100/100 * 100/100 = 1*1Unit；

当Pixels Per Unit为10时。图片在场景中的大小为100/10 * 100/10 = 10*10Unit；

由此可以推断：
Unity里面一个单位为100Pixel
由这个公式可以推导出一个Sprite在世界中的大小为（原尺寸）/Pixels Per Unit

然后回头再看看Reference Pixels Per Unit。通过网上看到的官方代码

可以看到Image的pixelsPerUnit是等于spritePixelsPerUnit/referencePixesPerUnit

通过实践测试。UI大小= 原Pixels /(PixelsPerUnit/referencePixesPerUnit)

Scale With Screen Size:透过设定的Reference Resolution(预设的屏幕大小)來缩放
Reference Resolution：预设的屏幕大小
Screen Match Mode：缩放模式
先来看一段官方的代码：
Vector2 screenSize = new Vector2(Screen.width, Screen.height);

float scaleFactor = 0;

switch (m_ScreenMatchMode)

{

case ScreenMatchMode.MatchWidthOrHeight:

{

// We take the log of the relative width and height before taking the average.

// Then we transform it back in the original space.

// the reason to transform in and out of logarithmic space is to have better behavior.

// If one axis has twice resolution and the other has half, it should even out if widthOrHeight value is at 0.5.

// In normal space the average would be (0.5 + 2) / 2 = 1.25

// In logarithmic space the average is (-1 + 1) / 2 = 0

float logWidth = Mathf.Log(screenSize.x / m_ReferenceResolution.x, kLogBase);

float logHeight = Mathf.Log(screenSize.y / m_ReferenceResolution.y, kLogBase);

float logWeightedAverage = Mathf.Lerp(logWidth, logHeight, m_MatchWidthOrHeight);

scaleFactor = Mathf.Pow(kLogBase, logWeightedAverage);

break;

}

case ScreenMatchMode.Expand:

{

scaleFactor = Mathf.Min(screenSize.x / m_ReferenceResolution.x, screenSize.y / m_ReferenceResolution.y);

break;

}

case ScreenMatchMode.Shrink:

{

scaleFactor = Mathf.Max(screenSize.x / m_ReferenceResolution.x, screenSize.y / m_ReferenceResolution.y);

break;

}

}

a、Expand：扩大方式。

scaleFactor = Mathf.Min(screenSize.x / m_ReferenceResolution.x, screenSize.y / m_ReferenceResolution.y);

scaleFactor 是取屏幕大小的宽高和预设的宽高比。取小的那个值

比如ReferenceResolution为(1280*720),Screen Size(800*480)

800 / 1280 = 0.625

480/720 = 0.67

套用ScaleFactor公式：Canvas Size = Screen Size / Scale Factor

Canvas Width：800 / 0.625 = 1280

Canvas Height：480/ 0.625 = 768

Canvas Size(1280*768)

b.Shrink:收缩。

scaleFactor = Mathf.Max(screenSize.x / m_ReferenceResolution.x, screenSize.y / m_ReferenceResolution.y);

如上面的数据

800 / 1280 = 0.625

480/720 = 0.67

套用ScaleFactor公式：Canvas Size = Screen Size / Scale Factor

Canvas Width：800 / 0.67= 1194

Canvas Height：480/ 0.67= 720

Canvas Size(1194*720)

c.MatchWidthOrHeight:根据宽高的比例来设置scaleFactor

float logWidth = Mathf.Log(screenSize.x / m_ReferenceResolution.x, kLogBase);

float logHeight = Mathf.Log(screenSize.y / m_ReferenceResolution.y, kLogBase);

float logWeightedAverage = Mathf.Lerp(logWidth, logHeight, m_MatchWidthOrHeight);

scaleFactor = Mathf.Pow(kLogBase, logWeightedAverage);

公式里的m_MatchWidthOrHeight是外面可以设置的Match值。表示宽高对scaleFactor 的影响比重

Constant Physical Size：通过硬件的DPI来缩放Canvas Size

Fallback Screen DPI：备用DPI。在找不到设备的时候。用这个值

Default Sprite DPI：预设图片的DPI。

float currentDpi = Screen.dpi;

float dpi = (currentDpi == 0 ? m_FallbackScreenDPI : currentDpi);

float targetDPI = 1;

switch (m_PhysicalUnit)

{

case Unit.Centimeters: targetDPI = 2.54f; break;

case Unit.Millimeters: targetDPI = 25.4f; break;

case Unit.Inches: targetDPI = 1; break;

case Unit.Points: targetDPI = 72; break;

case Unit.Picas: targetDPI = 6; break;

}

SetScaleFactor(dpi / targetDPI);

SetReferencePixelsPerUnit(m_ReferencePixelsPerUnit * targetDPI / m_DefaultSpriteDPI);

由代码可知：ScaleFactor为当前设备的DPI/目标单位的比例
ReferencePixelsPerUnit = 原始ReferencePixelsPerUnit * 目标单位的比例/预设的DPI

在实际项目中。一般用MatchWidthOrHeight模式。

Rect Transform

Rect Transform 是用来表示UI的位置、大小、缩放和旋转的组件

Anchors(锚点)

物体的对齐点。如果父物体有Rect Transform 。则以父物体的Rect Transform 为基准对齐

Anchors Min：左下角的对齐点。(0,0)为父物体的左下角，(1,1)为父物体的右上角

Anchors Max：右上角的对齐点

a、当Anchors的Anchors Min和Anchors Max为一个点时。如图

上面分别表示距离锚点坐标和UI的大小。

b、当Anchors的Anchors Min和Anchors Max形成一个矩形时。如图

而上图里面的Left/Top/Right/Bottom分别对应的是距离各种锚点的距离

在UI里面。锚点对应的都是在父物体里的相对位置。在改变父物体的大小和位置的时候。也会根据不同的对其方式来改变子物体的大小和位置

Pivot：物体的中心点。物体的缩放、旋转的中心都在在这个点上

Event System

Event System ：这个组件是接受系统的输入。传递Event到Object上

EventSystemInfo:显示被选中的物体的名称、位置等信息

First Selected : 运行时。第一次选中的Object。用于默认选中

Send Navigation Events ：是否开放UI的导航功能。导航功能可以用键盘上的“上”“下”“左”“右”“Cancel（Esc）”“Sumit（Enter）”来控制UI

把Navigation设置为Explicit模式

Select On Up ：按下“上”键后会选中的物体。其他的不赘述

Visualize 按钮能看到跳转的模式

Drag Threshold

Drag Event的灵敏度，值越低越灵敏

Standalone Input Module：pc端的输入控制组件

Horizontal Axis： 代表在Input Modul中的Horizontal Axis。可以在Input Manager里面设置。其他的同理

Input Actions Per Second：每秒能输入最大鼠标的输入

Repeat Delay：重复事件的延迟

Event System的触发流程：

1、使用者输入（鼠标、触摸、键盘）

2、通过Event System Manager决定使用Standalone还是TouchInputModule

3、决定使用的InputModule后。通过Scene中的Raycasters计算哪个元素被点中

4、传递Event

在计算屏幕坐标转换成UI内的坐标时。Unity提供了一个接口：

RectTransformUtility.ScreenPointToWorldPointInRectangle。这个接口用来获取屏幕坐标转换成世界坐标之后。在矩形内的坐标

Graphic Raycaster

在Canvas下面有一个Graphic Raycaster组件。用来检测Canvas下的物体释放被点中

Ignore Reversed Graphics：是否忽略背着画的图形。

举个例子。当图形沿着Y轴旋转180度时，这个图形是不显示的。因为是单面图形。从背后不渲染。这个时候打勾的话。就忽略这个图形的碰撞检测

Blocking Objects：阻挡射线的Object类型

Blocking Mask：阻挡射线的Layer物体


来自：sheng2008