ugui的优化

参考文章

https://www.jianshu.com/p/061e67308e5f

https://www.jianshu.com/p/8a9ccf34860e

http://blog.jobbole.com/84323/

不错的文章

Unity GUI(uGUI)使用心得与性能总结

https://www.cnblogs.com/kanekiken/p/7421449.html

Unity 之 UGUI 小总结

https://www.cnblogs.com/kanekiken/p/7421510.html

腾讯互娱高级工程师-刘绵光

导语:《御龙在天移动版》是一款 MMORPG 国战手游，全 3D 视角、同屏人数 多和复杂的 UI 逻辑玩法是我们的主要特点。本文将介绍御龙手游在前期 UI 框 架选型的思路和使用 UGUI 开发过程中，遇到的常见性能问题以及解决方案。

NGUI vs UGUI 选择

我们的项目在 demo 预研阶段使用的是当时最新的 Unity4.5.x 版本，没得选， UI 用的是 NGUI。demo 阶段的 UI 其实只有一个摇杆和四个技能按钮，UI 系统 框架的代码更是一篇空白。在 demo 预研后期，Unity4.6 版本发布了!带来了 全新的 UGUI，还是挖的 NGUI 的作者去做的，应该靠谱，于是我这边开始预研 引入 UGUI 的阶段。

各种测试、源码分析、官方数据、论坛数据对比之后，我们最终决定选择 UGUI， 具体的原因主要有以下几点:

1.UI 的渲染顺序和 Hierarchy 节点布局相关，非常直观，这点与端游的 UI 编辑 器 tenio 是一样的，对于整个端游开发团队转移手游开发可以降低学习成本。重 点是 NGUI 依赖 depth 来设置渲染顺序，这个实在无法认同，对于 MMORPG 复杂的 UI 界面来说后期维护起来会很麻烦;

2.强大的 Rectranform，对于编辑 UI 来说比 NGUI 方便很多;

3. Unity 官方的 UI 系统，在兼容性和后续官方可优化空间上来说，原生的 UI 系 统具有一定优势。在后续的 5.2 版本证明了这一点，例如:Canvas.BuildBatch()， 合批 Canvas 下所有网格，这个性能热点在 5.2 版本后挪到了子线程去做减轻了 主线程的压力，而 NGUI 作为一个插件没法做到这一点，网格合批的性能热点还 是耗在主线程的 UIPanel.LateUpdate();

28

4.性能上有一个略微的优势点:UGUI 的 UIMesh 生成是通过底层 C++代码实 现的，而 NGUI 只能通过上层的不断创建 Vertex List，这样在堆内存的管理上， UGUI 确实要好很多，带来的隐形收益就是 GC 触发次数会少很多。

当然，我们选择了 UGUI，并不是说 UGUI 一定比 NGUI 好，衡量一套 UI 系统 的好坏应该是全方位的:性能、配套工具、易用性、稳定性等，UGUI 在配套工 具上还有待加强，我们也相信官方会不断完善改进(5.2 版本确实给力改进了很 多)。

关于 NGUI 和 UGUI 的性能对比，我没有去做一个全方位的真机测试比较，看了 网上不少帖子讨论过这个问题，大家的结论是 UGUI 有略微的优势但差别不大。 现在回过头来看咱们部门上线的两款手游，九龙战(NGUI)和御龙在天移动版 (UGUI)都是性能表现优异的游戏，当然两款游戏的类型不一样，UI 复杂度也 不一样，没有直接的可比性。我个人觉得 NGUI 和 UGUI 都是很好的 UI 框架， 只要把它们的原理特性掌握好，都可以做出性能很好的 UI 界面。

补充一点:我们项目组目前用的 Unity 版本还是 4.6.9，出于稳定性和风险等综 合因素考虑没有贸然升级 5.x 版本，所以 5.2 版本 UGUI 升级带来的各种优化改 进和我们也没啥关系了，只是对新版本做了一些预研的工作，所以接下来讨论的 性能优化都是基于 Unity4.6.9 版本。

UI 资源规范(内存优化)

客户端做任何的性能优化首先想到的都是规范美术资源，前期不给美术资源定制 一定的规范，后期做优化性能会非常的被动。对于 UI 资源的规范，主要是考虑 的内存优化。

1.任何的 UI 图集最大 size 1024*1024(内存优化);
2.同一个界面出现的 UI 资源尽量放到一个图集，重复利用的公用资源放
common(DrawCall 优化);
3.能用九宫格的尽量用九宫格来减小原图大小(内存优化);
4.美术给过来的 UI 原图 size 尽量小，对于一些全屏的 loading 原画图，原画大
小是 1136*640(我们 UI 的标准分辨率)，让美术按照比例高度缩小到 500，

这样一张 1024*1024 的图集就可以放两张原图了，提升图集利用率。对于一些

29

600*400 类似大小的原图，就尽量按比例把最长边压小到 500，这样出来的图
集就是 512*512 而不是 1024*1024(内存优化);
5.对于特别长条的 UI 原图，例如 1000*100，如果由于加入这个长条的原图导
致图集大小变大而且利用率很低的话，要把 1000*100 的原图拆分成两张图
500*100，在制作界面的时候用两个 Image 拼接即可，这样可以把 1024 的图
集缩小到 512(内存优化);

6.图集利用率低于 1/3 的时候，要考虑和其他同一个 size 的图集合并以提升利
用率。合并的原则是不改变任何一个图集的大小，这样即可完全省掉一张图集(内
存优化、安装包量优化);
7.尽量复用 UI 资源，减少不必要的原图，例如一个卡牌分了五种品质原画底图，
白蓝黄绿紫，就不要使用五张大底图了，让美术同事画一个灰色原图，Image 在
使用的时候直接按需求修改顶点色即可(内存优化);

8.关闭 mipmaps(内存优化)。

GPU 优化

谈及 GPU，我们知道它负责整个渲染流水线，从处理 CPU 传递过来的模型数据
开始，进行 Vertex Shader、Fragment Shader 等一系列工作，最后输出屏幕
上的每个像素。因此我们可以从两个方面着手，优化 Shader、减少 OverDraw。

Shader 优化

我们的 UI Shader 是自己编写的，没有使用默认的 UI-Default.shader，因此
Shader 优化非常有必要。

1.Fog { Mode Off }，最早有一个版本我们没有关闭 Fog，导致打开全屏 UI 的
时候帧率明显往下掉(我们的全屏 UI 开启后会关闭主相机，理论上渲染压力和
CPU 消耗会降低)，后来 Adreno Profiler 真机调式 Shader 代码后发现了此问
题;

2.Fragment 剔除掉 Alpha 为 0 的像素点，减少 OverDraw;
3.尽量简化 Shader 代码，最早我们有一些 UI 效果的需求全都写在了一个
Shader 里，其实 99%的 UI 不要这些东西，单独把效果需求代码拎出来独立一
个 Shader。

30

OverDraw 优化

在每帧绘制中，如果一个像素被反复绘制的次数越多，那么它占用的资源也必然
更多。目前在移动设备上，OverDraw 的压力主要来自半透明物体。因为多数情
况下，半透明物体需要开启 Alpha Blend 且关闭 ZWrite，同时如果我们绘制
像 alpha=0 这种实际上不会产生效果的颜色上去，也同样有 Blend 操作，这是
一种极大的浪费。

我们的 UI 绘制是 Alpha Blend 且关闭 ZWrite，因此 UI OverDraw 的优化主要
是在制作界面的时候减少 UI 重叠层级(和策划、美术 pk)。除此之外还是有一
些我们程序可以控制的优化点:

1.对于九宫格的 Image，如果去掉 fillcenter 不影响最后出来的效果就要把
fillcenter 去掉，可以减少中间一片的像素绘制;
2.看不见的元素且没有逻辑功能要 disable 或者挪出裁剪区域，而不要通过设置
Alpha=0 来隐藏;

3.不要使用一张 Alpha=0 的 Image 来实现放大响应区域的功能;

4.UI 底层系统来控制隐藏看不见的元素，例如打开全屏 UI 的时候把下面看不见
的 UI 挪出裁减区域、关闭主相机渲染。

CPU 优化

在我们项目开发的过程中，遇到的大部分 UI 相关性能热点都是和 CPU 消耗相
关的。大致可以分为以下几类:DrawCall、Canvas.SendWillRenderCanvases()、
Canvas.BuildBatch()和其他。

DrawCall 优化

DrawCall 是 CPU 调用底层图形接口，频繁的调用对 CPU 性能的影响是很明显
的。优化思路很简单，合批绘制。UGUI 本身的动态合批机制会帮我们尽量的去
优化合批，我们要做的就是弄清楚它的合批机制然后让 UI 元素尽量合批绘制。
以下是我们项目组在制作 UI 过程中总结出来了的一些优化 Tips:

1.合理分配图集，同一个界面上的图尽量打到一个图集，多个界面复用的图，放

到 common;

2.制作界面的时候，相邻节点尽量使用同一个图集的图片;

31

3.Text 本身也是用的 Font Texture，不同字体的 Text 也是来自不同的图集，所
以在布局界面的时候也要尽量避免穿插打断绘制流程;
4.DrawCall 的数量不是完全由 Hierarchy 的布局决定，和 UI 的位置也有关系，
这个位置不是指的 Rectranform 上面的 size 位置重叠就一定打断绘制，而是真
实的三角面的位置是否重叠。这个可以在 Scene 视图下用线框模式(Texture
Wire)去观察;

5.少用 Mask 组件，Mask 实现的原理是 Stencil Buffer，往模版缓存里绘制，
模版缓存里的东西才是可见的。模板缓存会打断所有的合批，Mask 的子节点和
外面的节点无法合批，模板缓存自己占一个 DrawCall。Unity5.2 之后的版本建
议使用 2D Rect Mask 替代。

Canvas.SendWillRenderCanvases()

真机 Profiler 会经常看到这个函数的消耗飙高，研究 UGUI 源码得知该 API 为
UI 元素(Graphic 子类)自身发生变化(比如被 Enable、顶点色变化、Text 组
件的文本变化等)时所产生的调用，CPU 飙高大部分情况下主要是因为
UnityEngine.UI.Graphic.UpdateGeometry()重新生成了所有的顶点数据，具
体有哪些操作会导致 Graphic 重新生成顶点数据，可以搜索 UGUI 的源码(4.6.9)
Graphic.SetVerticesDirty()。刷新顶点数据的消耗和当前 Graphic 的顶点数正
相关，所以接下来研究一下 UI 顶点数。对于 UI 来说，顶点数量主要是由 Image
控件和 Text 控件产生的。

对于 Image 控件，顶点的数量取决于 ImageType。
1.Simple 模式只有 4 个顶点;
2.Sliced 模式，就是我们常用的九宫格，要分两种情况:勾选了 fillcenter 的顶
点数是 36 个，没勾选 fillcenter 的顶点数是 32 个;
3.Tiled 模式，就是平铺模式，这个定点数量就完全取决 Image 控件的
Rectranform 设置的大小和原图大小，简单来说就是铺开了 N 张图就是 4*N 个
顶点;
4.Filled 模式，一般用来做进度条、技能 cd 转圈等效果，这个顶点数就取决于
Fill Method 和进度值，组合的情况比较多，我就不展开算了，具体数值大家感
兴趣的自行 demo 看下，总之不少于 4 个。
由此可以得出结论，Image 能用 Simple 模式的尽量用 Simple 模式。在项目

组中经常遇到的一种情况是，以前的需求是这个 Image 用九宫格，后来需求变

32

动不需要九宫格了，但是没有把 Image Type 切换会 Simple 从而导致多余的顶
点数。
其实 UI 顶点数的重灾区主要是在 Text 控件，Text 在不添加任何效果的情况下
是一个字符串是 4 个顶点，单独添加 Shadow 后一个字符串顶点数是 8 个，单
独添加 Outline 后一个字符串顶点数是 20 个，Shadow 和 Outline 都加一个字
符串顶点数是 40 个。如果界面上有 N 个字符串，那顶点数就是 N*上面的系数，
这个量级是很可怕的。

因此对于 Text 控件尽量不要去添加 Shadow、Outline 效果，特别是 Outline!

这对 CPU 和 GPU 都很伤。策划和美术想要的文字凸显的效果可以用背景和文
字配色来实现，效果实在无法接受的可以少量使用 Shadow。对于频繁变动的
Text 文本(例如聊天)，更要慎重考虑是否使用 Shadow、Outline。
除了优化 UI 顶点数以外还有一些设置是会影响此函数消耗的，查看源码得知如
果勾选了 Canvas 下的 pixelPerfect，在刷新顶点的时候会做一些额外的操作
RectTransformUtility.PixelAdjustRect，像素对齐调整，此操作很费，所以不要
勾选 Canvas 下的 pixelPerfect

Canvas.BuildBatch()

理解该函数的消耗之前先来说一下 UGUI 的动态合批机制(减 DrawCall)，UGUI
是以 Canvas 为合批的根节点，首先 Canvas 与 Canvas 之间是没法合批的，
Canvas 下所有节点的顶点数据会生成一张大的 BatchedMesh，再根据材质纹
理、渲染顺序等把这个 Canvas 下能合批的 Mesh 生成 SubMesh，一个
SubMesh 就是一个绘制批次。每当这个大的 BatchedMesh 中任意一个顶点数
据发生变化的时候，UGUI 目前的实现方式很粗暴，就会直接重新生成
BatchedMesh ， Canvas.BuildBatch() 干 的 就 是 这 个 事 情 。 由 此 可 见
Canvas.BuildBatch()消耗飙高的因素有两点:Canvas 下的顶点数量多和
Canvas 下的顶点发生变化。

33

通常之前所提到的 Canvas.SendWillRenderCanvases()的调用都会引起
Canvas.BuildBatch()的调用。
理解了该函数的原理之后，优化的思路就清晰了:减少一些频繁变动的 UI 元素
的 Canvas 下的顶点数量。关于优化 UI 顶点数量上面说的比较多了，接下来重
点说下顶点变化。先来看下上面提到的 BatchedMesh

该 Mesh 包含了顶点色，所以修改顶点色、缩放、位移等导致 Mesh 数据变化
的操作，都会引起 Canvas.BuildBatch()。游戏中难免有 UI 频繁移动、缩放、变
颜色的需求，既然一定要变动，那我们就让这些频繁变动的 UI 元素单独放在一
个 Canvas 下，且尽量减少这个频繁变动的 Canvas 下的顶点数量。简单的概括
一句优化思路就是:动静分离。

当然如果 Canvas 分离得太细也有另外一个问题，DrawCall 数量提升，所以要
做一个权衡。

其他 UI 卡顿优化建议

除了以上三点，UI 方面造成 CPU 消耗飙高的原因还有很多，就不一一展开详细
解释了。

1.精简拆分 UI Prefab 文件，把打开界面瞬间看不见的 UI 元素尽量拆分，功能
逻辑触发其他 UI 元素时再动态加载，例如:背包、练鼎根据子页签内容拆分，
这样可以减少打开 UI 时卡顿的感觉;
2.对于 ScrollRect 里存在非常多元素的界面，避免一次全部 Initiation，回收重
复里节点元素，刷新数据即可(可以实现一个公用组件);

34

3.避免频繁 Initiation、Destroy 某个 UI 子元素，类似小地图的 SceneActor 圆 点、寻路路径、YLIconBox 的子节点，使用对象池维护起来重复利用; 4.序列化保存 Prefab 的时候，尽量让 active 的状态和大部分情况下出现的 active 状态一致，可以避免切换 active 状态带来的性能消耗;

5.在 UI 布局位置不会动态调整的情况下，不要偷懒用 Layout 组件实现自动布 局，直接 Rectranform 写死坐标位置即可，Layout 动态计算有开销;
6.UGUI 对比 NGUI 有个不好的地方是所有的 Graphic 组件默认都是参与接受射
线检测，响应 EventSystem 事件的，这样在在长时间按屏幕输入的时候参与遍
历检测的 UI 节点会很多，界面复杂到一定程度会导致 EventSystem.Update 消
耗飙升。建议用 5.2 之后版本的可以让所有没有响应需求的 Graphic 组件
Raycast Target 默认不勾选，4.x 也是可以添加 Canvas Group 然后去掉 Block
Raycasts 和 Interactable;

7.不要使用 Text 的 Best Fit 选项，有额外开销;
8.对部分 UI 有频繁显示和隐藏需求的，建议不要直接调用 SetActive，上面有提
到这样会导致顶点数据重新生成，过于频繁调用有性能问题。有两个建议:挪出
裁减区域或者禁用 CanvasRender，具体采用什么方案要看需求，因为禁用
CanvasRender 还是会响应事件检测。

代替透明image组件的检测

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;

public class Empty4Raycast : MaskableGraphic {

    protected override void OnPopulateMesh(VertexHelper vh)
    {
        vh.Clear();
    }

    //构造函数
    protected Empty4Raycast()
    {
        useLegacyMeshGeneration = false;
    }
}