一、引言
Unity終於在即將到來的4.6版本內集成了所見即所得的UI解決方案(視頻)。事實上從近幾個版本開始，Unity就在為這套系統做技術擴展，以保證最終能實現較理想的UI系統。本文試圖通過初步的介紹和試用，讓讀者對這套系統有大體的了解，以便更進一步評估這套UI系統好不好用，適合用在什么項目。為了避免坑挖太深，更進一步的試用和評估我將在《用uGUI開發自定義Toggle Slider控件》中進行論述。為論述方便，下文將這套New UI System簡稱為uGUI，並且以X-UI指代現有第三方UI插件。
（測試只針對Unity 4.6.0 beta 10，正式版可能會有所出入。目前Unity沒提供文檔，本人半桶水，歡迎群眾在微博或Issues里吐槽！）
二、Rect Transform
Rect Transform繼承自Transform，是uGUI相比X-UI最顯著的區別[注1]。當你為Empty GameObject加入一個UI Component時，Transform會自動轉換為Rect Transform。Rect Transform盡量整合了X-UI常見的anchor(相對父物體的錨點), pivot(中點), stretch(拉伸)等屬性。值得一提的是，這里的anchor是Rect而非Vector2，因為它不僅用於偏移，而且用於縮放。點擊Rect Transform上的准心圖標，還能在彈出的Anchor Presets面板中對其進行快速設置。
這個面板還是不夠直觀，我們可以把它看成一張表，上面四個圖標用於設置列，左邊四個圖標用於設置行，也可以直接點擊里面的16個圖標同時設置行和列。強大的地方是，按住shift時能同時設置pivot，這時能發現控件雖然不動但position已經在改變。如果按住alt，則設置anchor的同時設置position。如果shift和alt同時按住，那么你就能同時設置anchor, pivot和position。這個操作方式比起X-UI，真的高明很多，對多分辨率適配很有幫助。
除此之外，Rect Transform還提供了Blueprint和Lock Rect選項，前者用於對旋轉過的元素進行定位，后者據說明是能在設置anchor時保持位置不變，暫時沒搞明白。
三、排序
uGUI可以直接在Hierarchy面板中上下拖拽來對渲染進行排序(支持程序控制)，越上面的UI會越先被渲染，相比X-UI的global depth排序，這樣的拖拽設計很討好用戶。同時在結構上則和ex2D采用的local depth類似，這樣GO只和同級其它GO進行排序，開發組件會很方便。需要注意的是，這里排序只是相對UI而言，其它3D物體還是按原先的次序渲染，並且UI總是渲染在3D物體上面。這就導致你不能像用ex2D那樣直接將粒子系統插入到兩個UI之間。
這種無需填寫depth值的排序方式，容易導致沒有手工做sprite packing的free版用戶遇到draw call增加。因為所有物體的depth都是自動設置的，Unity保證了每個物體的depth都是唯一的。這時假設你有一個格子控件，每個控件用到了兩個Sprite，但你並沒有把Sprite都拼到同一張貼圖上。於是你每復制一個新的格子出來，draw call就會增加2個，因為Unity會以格子為單位依次繪制。pro用戶由於有sprite packing機制，不用擔心這個問題。（這種情況在ex2D里，是以默認提供"unordered"的渲染方式來解決的，這也是NGUI的默認做法。在這種情況下ex2D會優先以相同depth的相同Sprite為單位繪制，因此不論有多少個格子，draw call都是2個。除非你就是希望以格子為單位進行渲染[注6]，那么你可以在ex2D里設置渲染方式為"ordered"，或者在NGUI里給每個格子設置不同的depth。
四、控件
uGUI自帶了以上控件，其中Image用於顯示Sprite，Raw Image用於顯示Texture，Image Mask和Rect Mask用於clipping。所有控件都是MonoBehaviour，可以直接從Inspector里拖到其它GameObject上。
4.1 Image
uGUI用Image控件顯示圖片，圖片就是一個Sprite，這意味着Pro用戶不用再制作atlas了，相比X-UI是個大進步，Free用戶一樣可以手動做Packing。Image提供了Simple, Sliced, Tiled, Filled四種效果，和X-UI保持一致。
4.2 Button
uGUI里，Button控件由兩個GameObject組成，一個包含Image, Button等Component，一個包含Text等Component。這樣設計很組件化，唯一的問題是當用戶想修改Button時，容易不小心選中Label或其它實體。
Button Component主要執行Transition和事件兩個操作。
- Transition可選擇改變顏色、更換貼圖或自定義動畫，使用起來簡單方便，也能利用動畫定義更豐富的表現。我會再寫一篇文章演示Button的Transition。
- 事件也是所見即所得的，在OnClick里面可以添加多個命令，命令可以選擇對應的目標、操作和參數。用法簡單，有需要也可以換程序控制。
- 目標可以是任意Object，例如其它GameObject或者Project里的Asset
- 操作可以是需要設置的參數或調用的方法
- 參數分成Dynamic和Static，Dynamic能將控件的參數單向綁定到目標參數，Static則將目標參數設置成預設值。按鈕沒有Dynamic參數，Toggle, Slider等控件才有。
五、事件
5.1 Event Trigger
uGUI控件往往只提供一個自帶事件，要響應更多基本事件的話，需要添加Event Trigger組件。Event Trigger包含以下事件：
- PointerEnter, PointerExit, PointerDown, PointerUp, PointerClick
- Move, Drag, Drop, Scroll
- KeyDown, KeyUp, Select, Deselect
可以在Event Trigger中Add多個事件，每個事件都可以添加多個命令，用法和控件自帶事件一致。
5.2 Graphic Raycaster
每個Canvas都有一個Graphic Raycaster，用於獲取用戶選中的uGUI控件。多個Canvas之間通過設置Graphic Raycaster的priority來設置事件響應的先后次序。當Canvas采用World Space或Camera Space時，Graphic Raycaster的Block選項可以用來設置遮擋目標。
5.3 Event System
創建uGUI控件后，Unity會同時創建一個[注4]叫EventSystem的GameObject，用於控制各類事件。可以看到Unity自帶了兩個Input Module，一個用於響應標准輸入，一個用於響應觸摸操作。Input Module封裝了對Input模塊的調用，根據用戶操作觸發各Event Trigger。理論上我們可以編寫自己的Input Module，用來封裝各種外部設備的輸入，只要加入Event System所在的GameObject就行。
Event System組件則統一管理多個Input Module和各種Raycaster。它每一幀調用多個Input Module處理用戶操作，也負責調用多個Raycaster用於獲取用戶點擊的uGUI控件以及2D和3D物體。
六、性能
2D渲染分兩大類，一類是單純的Sprite繪制，用於渲染場景、角色、粒子等，另一類是UI繪制。Unity將這兩類需求划分成了SpriteRenderer和uGUI兩部分，前者由Transform + SpriteRenderer實現，后者由Rect Transform + CanvasRenderer + UI控件 + Canvas[注2]實現，這樣的兩套相對獨立的機制比起X-UI的UI控件繼承自SpriteRenderer更為合理。因為在2D游戲里SpriteRenderer只需要關心最基本的面片渲染，注重效率，而UI注重各類變換、對齊、操作、動畫，還常常需要Resize VBO。如果SpriteRenderer在設計上需要兼顧UI，就會像X-UI那樣設計得太過復雜，在用戶體驗和性能上都很不好。
這里我們探討一下uGUI的渲染機制，當我們渲染多個使用相同Sprite的控件時，並沒發生dynamic batching，但是drawcall也沒有上升。這就說明Unity在內部使用了專門的一套batching機制，把多個控件的VBO事先合並成了一個。也就是說CanvasRenderer不負責實際渲染，而是由Canvas批量渲染多個CanvasRenderer，這和部分X-UI采用的做法一致。這樣單獨batch的設計有可能使得性能比SpriteRenderer好，也可能導致性能更差。性能會更好的情況在ex2D里已經證實了，主要原因是這樣能更好的平衡CPU和GPU負載，並且能做到更優化的batching算法。性能更差的情況，在去年舊版的NGUI測試時也遇到了，根本原因還是優化不到位導致的（不是貶低，不同工具的取舍和面向市場都不同）。而Unity的 SpriteRenderer在手機上的渲染跑分是和ex2D持平的，CanvasRenderer又比SpriteRenderer快[注3]，因此uGUI的性能不用擔心。由於目前沒有Mac版本，我會在正式版發布后進行一次手機跑分測試。
七、小結
uGUI功能完善，操作簡潔，很接地氣。可以說uGUI是相對X-UI的全面升級，整體架構更為嚴謹，實現更為清晰。依托4.5的Module Manager，uGUI以Package的形式提供，也能獲得快速的升級[注5]。作為ex2D v2.0開發者之一，我很看好它將來的發展，uGUI將在大多數場合取代X-UI。
初步感受：
7.1 亮點
- RectTransform
- Event/單向數據綁定
- 直接在Hierarchy中排序
- Pro用戶可用Sprite的動態拼圖，無需手工拼圖
7.2 不足
7.3 小遺憾
- Anchor Presets面板還不夠直觀。
- 用戶想修改Button時，很容易修改到Label。
- 當Hierarchy面板內的目標節點展開子節點后，無法將其它節點直接拖動到目標的正下方。
7.4 小問題
- Input組件對方向鍵的支持有問題。
- Game View dock到主窗口后，top定位有誤，把toolbar的高度也算進去了。
八、附注
- 我們在其它平台上開發類 Entity-Component框架時，討論過Unity為什么不在底層對transform做特殊處理，以避免插件作者手工緩存transform來優化query transform引起的開銷，甚至是將transform直接整合進GameObject。原因是現在的transform是3D的，將來完全可能推出 2D Transform。所以Unity在之前的版本里一直保留着transform的獨立性。
- 我不能完全肯定一定是Canvas，但通過Canvas和CanvasRenderer的接口來看，這個可能性很大。
- 基於更好的平衡CPU和GPU負載 + 更優化的batching算法，以Unity的實力CanvasRenderer超越SpriteRenderer問題不大。而且如果性能不會提升，uGUI只要像2D Toolkit那樣給每個控件直接添加MeshRenderer，也就是說uGUI直接用已有的SpriteRenderer就好，不太可能加入新的CanvasRenderer性能反而更慢。
- Unity允許多個Event System同時存在，但同一時刻只有一個能夠生效。
- uGUI的控件、Event等模塊以包的形式提供，位於程序目錄下的%UNITY%\Editor\Data\UnityExtensions\Unity\GUISystem\4.6.0，Unity 提供了兩個運行時版本的DLL，分別用於創作和發布。區別主要是發布版不含一些Editor中才用得到的代碼。由於DLL沒辦法通過預編譯符號來進行條件編譯，因此Unity使用這種方式進行權衡，用戶發布時無需手工切換DLL版本，滿足了閉源，又兼顧了執行效率。
這樣就甩開了第三方插件幾條街，很多插件在這個問題上不是犧牲性能就是無奈開源。 - 有時還是會需要以格子為單位渲染，例如當格子之間需要重合，這種需求在UI里不常見。
文獻資料
本文轉載自： https://github.com/jaredoc/unity-ugui/tree/master/overview