UGUI的渲染和3D物体渲染的区别?

笔者希望各位读者区分两个概念: 渲染和渲染所需的数据更新. Unity首先更新其要渲染物体的渲染数据, 然后根据渲染数据将画面渲染到屏幕上, 笔者在最初接触这部分内容时, 把两者混为一谈, 给自己造成了理解上的困难, 因此在此说明.

UGUI的渲染发生在每一帧CanvasUpdateRegistry的SendWillRenderCanvases()接口被调用之后,不过我们看不到调用该接口的代码,猜测调用处通过[RequireByNativeCode]特性隐藏在了Unity更底层的引擎代码中. 但这不影响我们知道UGUI的渲染位于事件执行的什么位置. 为了知道这几个事件的执行顺序,因为这些事件是在每一帧都执行的, 所以使用断点调试的方式不太方便, 于是笔者尝试使用Log方式观察几个事件的执行顺序,

CanvasScaler

按照标准分辨率来设计的

Unity粒子的Render和Canvas的OrderInLayer是一样的用来处理渲染层级的问题

常规模型和粒子满足谁距离摄像机近谁后渲染
在Unity中创建一个场景，创建两个Image，然后创建一个Sphere，将Sphere放置在两个Image中间，会发生奇怪的事情
UI和常规模型满足谁距离摄像机近谁后渲染
UI和粒子就不满足谁距离摄像机近谁后渲染为什么？给粒子系统挂载RectTransform就会这样
移除RectTransform后就没有问题了 RectTransform改变了什么？
RectTransform组件上的Pos Z字段可以设置游戏对象的Z轴位置，但是不影响显示顺序，在同一个Canvas画布中，游戏对象的显示顺序由Hierarchy视图中的顺序决定
即便是在不同的Canvas中想通过调整PosZ字段也不能影响显示顺序处理不同Canvas的显示顺序是通过修改Canvas的 OrderInLayer值来实现的

疑惑场景
两个Canvas，每个Canvas下面都有一个Image组件，Hierarchy窗口中Canvas1在Canvas2上面，无论如何调整Canvas1和Canvas2的PosZ属性，只要不动Canvas的OrderInLayer属性，Canvas2就一直会显示在Canvas1上面
Canvas1
Canvas2

如果在场景中创建一个Sphere 3D物体，物体上挂载的是Transform不是RectTransform，调整Sphere、Canvas1、Canvas2的PosZ属性使得距离摄像机有远到近的关系为：Canvas2、Sphere、Canvas1，会发现Sphere会潜入Canvas2中，而Canvas1本应该被Canvas2盖住，但是现在也会在Sphere遮挡Canvas2的区域中显示出来，原因是什么？

就算只有一个Canvas 下添加两个Image组件，Hierarchy中Image1在Image2的上面就算Image1的PosZ比Image2的PosZ要小 Image1还是应该被Image2挡住，但是将Sphere放在两个Image中间的时候也会出现上述情况，为什么？

RectTransform的PosZ不能用来处理UI元素之间的层级关系但是可以用来处理UI和3D物体之间的层级关系

Unity是如何渲染UI的？

Unity的渲染顺序

如果开启了深度测试永远都是离摄像机近的物体该在离摄像机远的物体之前

Canvas

Canvas组件提供了一个供UI布局和渲染的抽象空间。所有的UI元素必须是一个挂载有Canvas组件的GameObject的子。当我们创建一个UI元素的时候，如果场景中还没有一个带有Canvas的物体，那么一个Canvas的Object将会自动被创建出来。

属性

Render Mode: UI渲染到屏幕上或者是作为一个Object被渲染到3D空间中的方式。共有三种选项 Screen Space - Overlay， Screen Space - Camera和World Space
Pixel Pefect(Screen Space modes only): 为了精度UI是否应该关闭抗锯齿并渲染
Render Camera(Screen Space - Camera mode onle): UI要被渲染到哪个Camera上
Sort Order: 用于控制不通过Canvas之间的绘制顺序，数值越大，该canvas的绘制优先级越高，会绘制在其他Canvas的上方
Plane Distance(Screen Space - Camera mode only): 被渲染的UI放置在渲染摄像机前的距离
Event Camera(World Space mode only): 用来运行UI Event的Camera
Receives Events: UIEvent是否会被该Canvas驱动？

细节

对于所有的UI元素单个Canvas已经是足够的了，但是在场景中放置多个Canvas也是可以的。同样地，使用嵌套Canvas也是可以的，一般我们出于优化的目的会将一个Canvas设置为另一个Canvas的子节点。嵌套Canvas的Canvas采用和父Canvas相同的渲染模式。

传统方式中，所有的UI就像它们是简单的图形设计一样被直接地渲染到了屏幕上。这就是说，在Camera的视角下，它们是没有3D空间的概念的。Unity支持这种屏幕空间的渲染并且同时支持UI作为Object被渲染到3D空间中，这取决于Render Mode的值。

Screen Space - Overlay

这种模式下，Canvas会被缩放以适应屏幕然后在没有场景或者Camera的参照下直接渲染出来（UI会直接渲染出来，即使场景中根本就没有Camera）。如果屏幕的尺寸或者分辨率发生了改变，那么UI会自动地重新缩放来适应新的尺寸。UI会绘制在任何其他图形比如摄像机视角的上层

注意：Screen Space - Overlay模式下，挂载canvas的节点必须是在hierarchy窗口中的最上级的节点。如果没有这样使用canvas的话可能会导致UI从视野里消失。这是从Unity引擎设计上的局限，因此保持ScreenSpace - Overlay canvas在hierarchy的最顶层以保证能够获得期望的效果

Screen Space - Camera

在这种模式下，Canvas会被渲染在一个平面的物体上，该平面距离给定的摄像机有一定的距离，这种模式下的UI显示在屏幕上的尺寸并不会随着距离而变化，因为它总是会重新缩放来适应Camera的平截头体中，如果屏幕的尺寸或者分辨率或者Camera的平截头体发生了变化，那么该UI会自动的缩放来适应改变话。任何在场景中的3D物体如果距离摄像机比该UI近的话，那么就会被渲染在该UI的前面，而在UI后面的物体就会被遮挡

World Space

这种模式下的UI会想一个平面的物体一样被渲染在场景中，不想Screen Space - Camera一样，这种模式下的UI不需要面向摄像机并且可以朝向任何方向，这种模式下的Canvas的尺寸可以通过该节点上的RectTransform组件进行设置。而它的显示效果取决于观看角度和该UI距离Camera的距离，其他场景中的物体可以穿过该UI，或者在它的前面，或者在它的后面

CanvasScaler

Canvas Scaler组件用来控制UI元素在Canvas上的整体缩放和像素密度。这个组件会影响所有的位于该Canvas组件下的UI元素，包括字体大小和图片的边界

属性

UIScaleMode: 决定在该Canvas上的UI元素该如何进行缩放
- ConstantPixelSize: 让UI元素保持相同的像素不论屏幕的尺寸
  - Scale Factor: 该Canvas中的所有UI元素的缩放受该factor影响
  - ReferencePixelsPerUnit: 如果一个sprite进行了Pixel Per Unity的设置，那么在该sprite中的一个像素将会覆盖一个单元
- ScaleWithScreenSize: 屏幕的尺寸越大，UI元素也越大
  - Reference Resolution: UI布局是基于此分辨率设计的，如果屏幕分辨率更大，那么UI会被放大，反之UI会被缩小
  - ScreenMatchMode: 一种模式用来适应不同分辨率UI的缩放方式
    - Match Width or Height: 如果设备的分辨率和默认分辨率不匹配的话，那么是保证宽和原分辨率成比例还是高与原分辨率成比例
    - Expand:
    - Shrink:
  - Match: 决定
  - Reference Pixels Per Unit
- ConstantPhysicalSize: 让UI元素保持同样的物理尺寸的大小而不管屏幕的尺寸和分辨率
  - Physical Unit:
  - Fallback Screen DPI
  - Default Sprite DPI
  - Reference Pixels Per Unit
当Canvas的RenderMode被设置为WorldSpace的时候
- Dynamic Pixels Per Unit：表示UI中动态创建的位图，比如Text，中单个单元的像素数量
- Reference Pixels Per Unit: 如果一个sprite有这个Pixels Per Unity的设置，那么在Sprite中的一个像素将会覆盖世界场景中韩的一个单元，如果Reference Pixel Per Unit 被设置为了1，那么在sprite中的Pixels Per Unit设置将会被直接使用

细节

对于被设置为Screen Space - Overlay 或者 Screen Space - Camera 的 Canvas，Canvas Scaler UI 的 Scale Mode 可以被设置为Constant PixelSize， Scale With Screen 或者 Constant Physical Size

Constant Pixel Size

Scale With Screen Size

Constant Physical Size

World Space

CanvasGroup

CanvasGroup用来控制某些方面

CanvasRenderer

Canvas Renderer 组件将一个Canvas中的一个图像UI渲染出来，该组件需要挂载在每一个需要显示在屏幕上的UI组件上，Canvas Renderer组件没有任何属性暴露在inspector窗口中

细节

在Unity的菜单中可以创建的标准的UI组件上不论你需不需要都挂载有Canvas Renderer组件，但是当我们开发我们自定义的UI组件的时候，我们需要手动将该组件挂载到自定义UI上，尽管在Inspector窗口中没有任何的属性，但是有一些属性和功能还是可以通过代码的形式来控制

UnityUGUI源码

UGUI的渲染和3D物体渲染的区别?

CanvasScaler

Unity的渲染顺序

Canvas

属性

细节

Screen Space - Overlay

Screen Space - Camera

World Space

CanvasScaler

属性

细节

Constant Pixel Size

Scale With Screen Size

Constant Physical Size

World Space

CanvasGroup

CanvasRenderer

细节

GraphicRaycaster

参考资料