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UIGeometry好比为煮菜准备食材，UIDrawCall好比是煮菜的工具（锅，炉子等），UIPanel就是大厨了决定着什么时候该煮菜，UIWidget（UILabel，UISprite和UITexture）是这道菜怎么样的最终呈现。 本来不打算继续写UIPanel的内容的，因为没有这么深刻的需求，后面自己根据FastGUI生成的UI发现DrawCall数很多：
一个很简单的界面竟然用了9个DrawCall，相同的material没有进行DrawCall完全的合并，相对于以前一个Material一个DrawCall是不可接受的，所以这样就很必要去看下UIPanel都做了哪些事情，看下了NGUI的更新日志有这样的一句话： 3.0.0: - NEW: Changed the way widgets get batched, properly fixing all remaining Z/depth issues. - NEW: Draw calls are now automatically split up as needed (no more sandwiching issues!) NGUI之前的版本关于组件的显示跟Z周，depth以及图集和UIPanel的关系一直都受到大家吐槽和诟病（尤其夹层问题），所以NGUI3.0.3就彻底解决这个问题：使用DrawCall切割，然后由depth完全决定组件显示的前后。
也就是说，NGUI对DrawCall进行了分割处理，导致DrawCall数量“剧烈”增加，所以要解决DrawCall数量增加，就要UIPanel产生一个UIDrawCall的原理，然后减少UIDrawCall的生成或进行合并。 从上图，可以发现NGUI还是对部分组件进行了UIDrawCall合并——多个UIWidget使用同一个UIDrawCall，所以要想做到同一个Material使用一个UIDrawCall理论上是完全可行的。
再说UIWidget,UIGeometry&UIDrawCall 虽然已经有[size=1.2em]NGUI所见即所得之UIWidget , UIGeometry & UIDrawCall 一文，但是由于之前是在几乎忽略UIPanel的情况下理顺UIWiget，UIGeometry&UIDrawCall三者的关系的，所以文中的组织逻辑比较混乱，条理不强，加上本文也是建立者三者之上的，作为行为的结构的流畅性和完整性，所以还是在简要交代下。
 上图是UIWidget,UIGeometry&UIDrawCall的关系图，UIWidget用于UIDrawcall mDrawCall和UIGeometry mGeo两个成员变量，其中UIGeometry就是对UIWidget的顶点vertices，uvs和color进行存储和更新，UIDrawCall就是根据提供的数据（统一在UIPanel指派）进行渲染绘制。
UIGeometry完全由UIWidget维护，首先UILabel,UISprite,UITexture对UIWidget的OnFill进行重写——初始化mGeo的verts,uvs,cols的BetterList。然后UIWidget的UpdateGeometry函数对UIGeometry的ApplyTransform()和WriteToBuffer()调用进行更新。
每一个UIWidget都有一个UIGeometry，但是并不都有一个UIDrawCall，而是要通过Batch合并达到减少DrawCall的数量，UIDrawCall是由UIPanel生成的。至于什么是DrawCall，因为没有3D引擎经验，只能从只言片语中拾获一点理解： “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）， 索引（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。 在Unity中，每次引擎准备数据并通知GPU的过程称为一次Draw Call。这一过程是逐个物体进行的，对 于每个物体，不只GPU的渲染，引擎重新设置材质/Shader也是一项非常耗时的操作。因此每帧的Draw Call次数是一项非常重要的性能指标。” NGUI被说的最多的优点就是：减少DrawCall数量。但现在为了解决sandwiching issues和Z/depth issues，对DrawCall进行split。
NGUI指派DrawCall的原理 前面说到，UIDrawCall是由UIPanel生成指派的，哪些UIWiget共用（也就是Batch）一个DrawCall在UIPanel中决定的。UIDrawCall有一个静态变量：[mw_shl_code=csharp,true] /// <summary>
/// All draw calls created by the panels.
/// </summary>
static public BetterList<UIDrawCall> list = new BetterList<UIDrawCall>();[/mw_shl_code] 也就是说所有的UIDrawCall都会保存在list中，都说“大蛇要打七寸”，只要找到哪里有 list.add 的调用就知道生成增加了一个UIDrawCall，这样就找到GetDrawCall函数（也可以通过MonoBehaviour的调试功能打断点进行函数跟踪）：[mw_shl_code=csharp,true] /// <summary>
/// Get a draw call at the specified index position.
/// </summary>
UIDrawCall GetDrawCall (int index, Material mat)
{
if (index < UIDrawCall.list.size)
{
UIDrawCall dc = UIDrawCall.list.buffer[index];
// If the material and texture match, keep using the same draw call
if (dc != null && dc.panel == this && dc.baseMaterial == mat && dc.mainTexture == mat.mainTexture) return dc;
// Otherwise we need to destroy all the draw calls that follow
for (int i = UIDrawCall.list.size; i > index; )
{
UIDrawCall rem = UIDrawCall.list.buffer[--i];
DestroyDrawCall(rem, i);
}
}
#if UNITY_EDITOR
// If we're in the editor, create the game object with hide flags set right away
GameObject go = UnityEditor.EditorUtility.CreateGameObjectWithHideFlags("_UIDrawCall [" + mat.name + "]",
//HideFlags.DontSave | HideFlags.NotEditable);
HideFlags.HideAndDontSave);
#else
GameObject go = new GameObject("_UIDrawCall [" + mat.name + "]");
DontDestroyOnLoad(go);
#endif
go.layer = cachedGameObject.layer;
// Create the draw call
UIDrawCall drawCall = go.AddComponent<UIDrawCall>();
drawCall.baseMaterial = mat;
drawCall.renderQueue = UIDrawCall.list.size;
drawCall.panel = this;
//Debug.Log("Added DC " + mat.name + " as " + UIDrawCall.list.size);
UIDrawCall.list.Add(drawCall);
return drawCall;
}
[/mw_shl_code]进一步找到Fill()的调用：[mw_shl_code=csharp,true] /// <summary>
/// Fill the geometry fully, processing all widgets and re-creating all draw calls.
/// </summary>
static void Fill ()
{
for (int i = UIDrawCall.list.size; i > 0; )
DestroyDrawCall(UIDrawCall.list[--i], i);
int index = 0;
UIPanel pan = null;
Material mat = null;
UIDrawCall dc = null;
for (int i = 0; i < UIWidget.list.size; )
{
UIWidget w = UIWidget.list;
if (w == null)
{
UIWidget.list.RemoveAt(i);
continue;
}
if (w.isVisible && w.hasVertices)
{
if (pan != w.panel || mat != w.material) //a)
{
if (pan != null && mat != null && mVerts.size != 0)
{
pan.SubmitDrawCall(dc);
dc = null;
}
pan = w.panel;
mat = w.material;
}
if (pan != null && mat != null) //b)
{
if (dc == null) dc = pan.GetDrawCall(index++, mat);
w.drawCall = dc;
if (pan.generateNormals) w.WriteToBuffers(mVerts, mUvs, mCols, mNorms, mTans);
else w.WriteToBuffers(mVerts, mUvs, mCols, null, null);
}
}
else w.drawCall = null;
++i;
}
if (mVerts.size != 0)
pan.SubmitDrawCall(dc);
}[/mw_shl_code]整理Fill函数的原理如下r：
(1) 获取UIWidget的队列UIWidget.list（已经根据depth排好序），声明一个UIPanel pan，Material mat和UIDrawCall dc，pan，mat和dc都是保存上一次循环的UIPanel，Material和UIDrawCall。 (2) 遍历UIWidget.list，循环体中对 当前UIWiget w的panel和material是否和当前pan,mat是否相同 进行判断，分为两种情况： a)如果有一种不相同，调用SubmitDrawCall函数，SubmitDrawCall函数其实就是使用pan的mVerts, mUvs, mCols数据，调用UIDrawCall的set函数对Mesh，MeshRender，MeshFilter等进行“设置组装”。 b)如果相同，通过调用GetDrawCall获取当前pan和mat的DrawCall，然后将UIWidget w的UIGeometry数据放入mVerts, mUvs, mCols（通过调用函数w.WriteToBuffers(mVerts, mUvs, mCols, mNorms, mTans)）
小结：UIPanel的mVerts,mUVs,mCols只是要将要传给UIDrawCall数据的一个“积蓄”过渡的一个概念，也就是说，Fill函数式这么操作的：先将UIWidget w的中UIGeometry的数据缓存在UIPanel的mVerts,mUVs,mCols，只有当不能再pan或mat与当前的w.panel或w.material不同时就不能再缓存了，然后通过SubmitDrawCall，生成UIDrawCall的工作才完成，然后再重新 new 一个新的UIDrawCall继续缓存数据。
UIPanel完整工作流程——LateUpdate 前面介绍UIDrawCall的产生过程，当然这是UIPanel最重要的工作之一，在对UIDrawCall进行更新是要对UIPanel的其他信息（transform,layer,widget)等进行更新：[mw_shl_code=csharp,true] /// <summary>
/// Main update function
/// </summary>
void LateUpdate ()
{
// Only the very first panel should be doing the update logic
if (list[0] != this) return;
// Update all panels
for (int i = 0; i < list.size; ++i)
{
UIPanel panel = list;
panel.mUpdateTime = RealTime.time;
panel.UpdateTransformMatrix();
panel.UpdateLayers();
panel.UpdateWidgets();
}
// Fill the draw calls for all of the changed materials
if (mFullRebuild)
{
UIWidget.list.Sort(UIWidget.CompareFunc);
Fill();
}
else
{
for (int i = 0; i < UIDrawCall.list.size; )
{
UIDrawCall dc = UIDrawCall.list;
if (dc.isDirty)
{
if (!Fill(dc))
{
DestroyDrawCall(dc, i);
continue;
}
}
++i;
}
}
// Update the clipping rects
for (int i = 0; i < list.size; ++i)
{
UIPanel panel = list;
panel.UpdateDrawcalls();
}
mFullRebuild = false;
}
[/mw_shl_code] 就不进行文字描述了，贴一张自己的画的LateUpdate()函数调用栈图（不光文笔不好，画图也不行，硬伤呀，就这样也是琢磨很久画的）： 
DrawCall数量优化 言归正传，本文的话题就是对于NGUI3.0.4的版本（目前最新版）如何减少DrawCall， 先回到文中的第一幅图，发现两个以New atlas图集为material的DrawCall夹着一个以font为字体集的DrawCall间隔，然后使用MonoBehaviour的断点调试功能进行跟踪得到UIWidget.list队列：
发现一个规律：使用相同material的连续UIWidget(UILabel,UISprite)共用一个UIDrawCall。这样就给了一个解决策略：对UIWidget.list进行排序，使得使用相同的material的UIWidget在UIWidget.list相连，而UIWidget.list是根据UIWidget的depth进行排序的。所以可以有如下两种方法： 1）修改UIWidget(UILabel,UISprite)的depth，限定好UIWidget.list的排序 2）重写UIWidget的CompareFunc方法。[mw_shl_code=csharp,true] /// <summary>
/// Static widget comparison function used for depth sorting.
/// </summary>
static public int CompareFunc (UIWidget left, UIWidget right)
{
int val = UIPanel.CompareFunc(left.mPanel, right.mPanel);
if (val == 0)
{
if (left.mDepth < right.mDepth) return -1;
if (left.mDepth > right.mDepth) return 1;
Material leftMat = left.material;
Material rightMat = right.material;
if (leftMat == rightMat) return 0;
if (leftMat != null) return -1;
if (rightMat != null) return 1;
return (leftMat.GetInstanceID() < rightMat.GetInstanceID()) ? -1 : 1;
}
return val;
}[/mw_shl_code] 下面对原来对属于第三个DrawCall的两个UILabel增大他们的depth，发现DrawCall立马减少一个了，说明这个方法是可行的：  
同理，重写UIWidget的CompareFunc也是可以的，按照Material的name优先排序，只有当material一样是才考虑depth进行排序：[mw_shl_code=csharp,true] /// <summary>
/// Static widget comparison function used for depth sorting.
/// </summary>
static public int CompareFunc (UIWidget left, UIWidget right)
{
int val = UIPanel.CompareFunc(left.mPanel, right.mPanel);
if (val == 0)
{
//原理排序的方法
/*if (left.mDepth < right.mDepth) return -1;
if (left.mDepth > right.mDepth) return 1;
Material leftMat = left.material;
Material rightMat = right.material;
if (leftMat == rightMat) return 0;
if (leftMat != null) return -1;
if (rightMat != null) return 1;
return (leftMat.GetInstanceID() < rightMat.GetInstanceID()) ? -1 : 1;*/
Material leftMat = left.material;
Material rightMat = right.material;
if (leftMat == rightMat)
{
if (left.mDepth < right.mDepth) return -1;
else if (left.mDepth > right.mDepth) return 1;
else return 0;
}
if(leftMat !=null & rightMat != null)
return string.Compare(leftMat.name,rightMat.name);
if (leftMat != null) return -1;
if (rightMat != null) return 1;
return (leftMat.GetInstanceID() < rightMat.GetInstanceID()) ? -1 : 1;
}
return val;
}
[/mw_shl_code] 最终的DrawCall数量一定是等于使用的Material的数量： 
还是夹层问题（sandwiching issues!） 现在我们完全可以实现一个Material一个DrawCall，但是这样还是没有解决夹层的难题，NGUI给我们解决方法就是多一个DrawCall，这个其实跟3.0之前的版本多用一个UIPanel或者UIAtlas是一样的道理。这样还是感觉没有从本质上解决这个问题，只是换了一种方式权衡了一下。 记得NGUI3.0之前的版本还是有Z轴的概念的，现在Z轴完全是形同虚设，但是3D引擎的图形一定是跟Z轴是密切的关系的，而最终的图形显示的位置关系是由Mesh的顶点决定的，所以可以考虑Z轴来解决夹层问题：DrawCall控制的渲染队列的次序renderQueue，Mesh控制的是实际绘制的“地理位置”，如下图所示，A和C使用相同的图集有相同的material，B单独使用一个图集，可以通过material来排序或者定制好depth，让A和C使用一个DrawCall，但是C的Mesh（参考transform的Z轴）会在B的“前面”，这样就应该可以实现夹层的效果了。
 做了下测试，修改Mesh的Z轴没有什么变化，然后早上向同事请教了，因为Material使用的Shader使用了透明，这样就不能做深度测试，也就是Mesh的“深度”是不影响的，这样最终的显示就跟Shader的renderQueue有关了，即renderQueue越大，显示的越靠前面（重叠的图层，renderQueue越大，越靠前）。当然现在只有增加一个DrawCall（如多使用一个UIPanel或用另外一个Material)来做到Material的夹层效果。
小结： NGUI更新的很快，之前一直也没有仔细研究，最近开始慢慢看了些，也写了些博客，主要有3点收获：1）NGUI的渲染机制，2）NGUI相关“组件”（Font,Atlas,UIWidget等）实现方法，3）NGUI的设计模式。当然D.S.Qiu觉得NGUI作为一个大的系统一定会有冗余和诟病，使用了很多“缓存”的思想，很多细节都没有处理好，所以我们都可以再努力完善，争取做“站在巨人的肩膀上”的那个人。 发现没有3D引擎以及图形渲染的基础，做点事情还是很蹩脚的，GPU的处理输出，显存的大小，CPU与GPU的交互都是要考虑的，有空的时候还是要找到这方面的书来恶补下……
更多精彩请关注D.S.Qiu的[url=]博客[/url]和微博（ID：静水逐风）
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发表于 2014-8-22 15:59:58
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