对unity UI层级的一些思考

BlaXuan · 发表于 2022-6-2 09:56

做客户端开发，经常会遇到UI需要和模型特效进行排序的问题，网上的解决方案也有很多，比较零散，但没看到有更原理性的分析，前段时间看到有人问NGUI层级渲染的原理是什么，于是对层级进行了一些思考，希望能对层级问题给出一个更深层一点的解释，而不只是调几个参数。
<hr/>首先层级是什么以及调整层级的原理

要明确的是UI的层级是个逻辑的概念，从显卡层面来说，以像素为单位，是没有层级这一说的。我们想要的层级，就是把我们理解的一个个对象看做整体，在这些整体之间排序。
实现我们想要的层级的效果，本质上说是通过控制drawcall顺序实现的。
为什么这么说，先看看显卡是怎么确定哪些像素显示在屏幕上的，从显卡层面来说，分两种情况，开启深度测试和不开启深度测试。

开启深度测试的情况下，深度值决定哪些像素最终被显示，drawcall的顺序实际并不影响渲染结果，但是影响渲染效率，主要是overdraw，所以不透明物体，引擎层面为了减少overdraw，会按近到远的顺序渲染。
关闭深度测试，最终渲染的效果，是按画家算法实现的，就是多次覆盖上一次渲染的结果，overdraw比较严重，所以一般游戏都会限制半透物体数量。这并不是唯一的处理半透物体的方式，只是unity默认是这样处理的。

ui一般关闭深度测试和并写入深度值，所以drawcall提交顺序决定了层级，后渲染的挡住先渲染的。
unity drawcall的提交顺序

实际这只是个策略，在URP中可以自定义。
按默认管线来说，camera的depth为最高，depth值越大，越在前面。
然后是RenderQueue，在逻辑上将渲染的物体分成几个大类。内部对不同类型有不同策略，透明从后往前，不透明从前往后。
最终Renderer基类的layer和sortingOrder决定每个render的提交顺序。
对于UI来说，都是透明渲染，所以sortingOrder就是最关键的参数了。
<hr/>原理基本就是这样，下面来看看具体实现，先来看通用方法

最简单的解决方案，把特效和模型变成RT，就和图片一样处理，直接降维打击。但是这种适合处理模型，特效消耗比较大。
另一个方法是用多个相机，但当层级多的时候，那真的是很多个相机才行，并且相机多了可能有性能问题。
模型的处理，和特效还不一样，这里单独说一下。

首先要知道UI和模型之间的遮挡关系是怎么处理的。
因为模型一般是不透明渲染，不能用调整drawcall的方式让模型后渲染，当然也可以改shader，让UI上的模型特殊处理，但是这样会增加复杂度，不是很实用。
默认情况下，UI和模型的遮挡关系是按深度处理的，UI整体都是一个深度，也就是说模型只能完全挡住UI或是完全被UI挡住，不能实现在两个UI之间的效果。另外要注意模型是3D的，要在UI之上，z要足够大才行，否则会出现部分像素穿插。
如果要模型在UI之间，那就只能是RenderTexture或是多个相机了。
将模型转换为RenderTexture，这样的好处是比较灵活，可以实现多层次，而不增加多少drawcall，但是比直接放模型消耗大些，但是直接放模型不能夹在UI之间。
<hr/>NGUI特效层级

NGUI的drawcall，实际是创建一个MeshRenderer，交给显卡去渲染。最终决定渲染层级的，是Renderer基类的sortingOrder。
渲染组件上的depth，只是提供的一个显示，方便查看，会影响层级但不是决定层级，看UIDrawCall的代码可以看到是很多因素叠加的结果。
原理清楚了，那设置UI和特效之间层级就很容易了。既然都是Renderer，设置好sortingOrder就可以了。
UGUI特效层级

首先Canvas选择RenderCamera才能渲染特效。
方案一：特效和Canvas排序
一个Canvas下不管是几个drawcall，对于和特效排序来说都是一个，特效不会穿插在Canvas下的节点之中。
UI分多个Canvas，调整orderinlayer，特效值在中间。
或是order相同，调整特效的z值，但是这样特效只会被Canvas完全挡住或是完全挡住Canvas，不能实现夹在中间的效果，相当于是特效和UI整体做了个排序。
方案二：将特效转换成CanvasRenderer渲染，这样的好处是不增加额外drawcall。这个开源库提供了两种实现方法。mob-sakai/ParticleEffectForUGUI。用到可以参考一下，简单来说就是设置material。
<hr/>实现层级渲染的方法有很多，要根据实际界面情况选择最合适的。

mypro334 · 发表于 2022-6-2 10:00

把particle搞成mesh的方法是不是也可以用在局内特效[思考]

JamesB · 发表于 2022-6-2 10:00

局内特效指的啥[思考]

DomDomm · 发表于 2022-6-2 10:01

github链接看来是做在UI上的特效·在想可不可以用在三维空间里
[疑惑]

ainatipen · 发表于 2022-6-2 10:08

理论上可以的，就是把特效变成3DUI的形式，但是想想好像没啥必要，添加特效的时候有点麻烦
[吃瓜]

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