NGUI所见即所得之UIAnchor & UIStretch

       NGUI所见即所得之UIAnchor & UIStretch

       NGUI的Example/Scenes/Example1介绍的主要就是UIRoot，UIAnchor和UIStretch这三个脚本，当然UIRoot是每个UI都会有的（挂在根节点），之前D.S.Qiu也写过博客介绍过UIRoot（猛点查看）。一直都对NGUI把Unity的单位和像素的转换和统一都很有疑惑，因之手游项目要做UI的自适应，就觉得很有必要把UIAnchor和UIStretch深入的研究下。

        UIRoot在D.S.Qiu的第一篇NGUI的文章中介绍了（猛点查看），UIRoot其实就做了一件事情：根据Screen.height和UIRoot.activeHeight的比例来调整UIRoot的loaclScal，从而保证UIWidget（UISprite，UILabel）可以按照其本身的大小进行设置，而不用经过复杂的换算过程。

         UIAnchor和UIStretch处理上的细节很相似，都是先计算参照对象（这个参照对象由Insprector的Container指定，如果没有选择，就是Camera）的大小Rect，然后根据参数UIAnchor(Side,relativeOffset,pixelOffset)，UIStretch(Style,relativeSize,initialSize,borderPadding)进行调整，最后设置对应的属性，只不过UIAnchor设置的是transform.position，UIStretch设置的是(width,height)或clipRange等。

 

UIAnchor

        先看下UIAnchor的Inspector界面，感觉很简单，不会像UIPanel那么复杂：

        Container：指定Anchor的参照点，如果没有选择，则以Camera的pixelRect的区域为参照面

        Side：Anchor的定位方式

        Relative Offset：相对于Camera，或Container的百分比偏移

        Pixel Offset：像素的偏移

C#代码  

1.        /// <summary>  
2. /// Relative offset value, if any. For example "0.25" with 'side' set to Left, means 25% from the left side.  
3. /// </summary>  
4. public Vector2 relativeOffset = Vector2.zero;  
5.   
6. /// <summary>  
7. /// Pixel offset value if any. For example "10" in x will move the widget 10 pixels to the right   
8. /// while "-10" in x is 10 pixels to the left based on the pixel values set in UIRoot.  
9. /// </summary>  
10. public Vector2 pixelOffset = Vector2.zero;  

 Update函数

       UIAnchor的主要功能实现都在Update函数：

C#代码  

1. void Update ()  
2.     {  
3.         if (mAnim != null && mAnim.enabled && mAnim.isPlaying) return;  
4.         bool useCamera = false;  
5.         UIWidget wc = (container == null) ? null : container.GetComponent<UIWidget>();  
6.         UIPanel pc = (container == null && wc == null) ? null : container.GetComponent<UIPanel>();  
7.         if (wc != null)  
8.         {  
9.             Bounds b = wc.CalculateBounds(container.transform.parent);  
10.   
11.             mRect.x = b.min.x;  
12.             mRect.y = b.min.y;  
13.   
14.             mRect.width = b.size.x;  
15.             mRect.height = b.size.y;  
16.         }  
17.         else if (pc != null)  
18.         {  
19.             if (pc.clipping == UIDrawCall.Clipping.None)  
20.             {  
21.                 // Panel has no clipping -- just use the screen's dimensions  
22.                 float ratio = (mRoot != null) ? (float)mRoot.activeHeight / Screen.height * 0.5f : 0.5f;  
23.                 mRect.xMin = -Screen.width * ratio;  
24.                 mRect.yMin = -Screen.height * ratio;  
25.                 mRect.xMax = -mRect.xMin;  
26.                 mRect.yMax = -mRect.yMin;  
27.             }  
28.             else  
29.             {  
30.                 // Panel has clipping -- use it as the mRect  
31.                 Vector4 pos = pc.clipRange;  
32.                 mRect.x = pos.x - (pos.z * 0.5f);  
33.                 mRect.y = pos.y - (pos.w * 0.5f);  
34.                 mRect.width = pos.z;  
35.                 mRect.height = pos.w;  
36.             }  
37.         }  
38.         else if (container != null)  
39.         {  
40.             Transform root = container.transform.parent;  
41.             Bounds b = (root != null) ? NGUIMath.CalculateRelativeWidgetBounds(root, container.transform) :  
42.                 NGUIMath.CalculateRelativeWidgetBounds(container.transform);  
43.   
44.             mRect.x = b.min.x;  
45.             mRect.y = b.min.y;  
46.   
47.             mRect.width = b.size.x;  
48.             mRect.height = b.size.y;  
49.         }  
50.         else if (uiCamera != null)  
51.         {  
52.             useCamera = true;  
53.             mRect = uiCamera.pixelRect;  
54.         }  
55.         else return;  
56.   
57.         float cx = (mRect.xMin + mRect.xMax) * 0.5f;  
58.         float cy = (mRect.yMin + mRect.yMax) * 0.5f;  
59.         Vector3 v = new Vector3(cx, cy, 0f);  
60.   
61.         if (side != Side.Center)  
62.         {  
63.             if (side == Side.Right || side == Side.TopRight || side == Side.BottomRight) v.x = mRect.xMax;  
64.             else if (side == Side.Top || side == Side.Center || side == Side.Bottom) v.x = cx;  
65.             else v.x = mRect.xMin;  
66.   
67.             if (side == Side.Top || side == Side.TopRight || side == Side.TopLeft) v.y = mRect.yMax;  
68.             else if (side == Side.Left || side == Side.Center || side == Side.Right) v.y = cy;  
69.             else v.y = mRect.yMin;  
70.         }  
71.   
72.         float width = mRect.width;  
73.         float height = mRect.height;  
74.   
75.         v.x += pixelOffset.x + relativeOffset.x * width;  
76.         v.y += pixelOffset.y + relativeOffset.y * height;  
77.   
78.         if (useCamera)  
79.         {  
80.             if (uiCamera.orthographic)  
81.             {  
82.                 v.x = Mathf.Round(v.x);  
83.                 v.y = Mathf.Round(v.y);  
84.   
85.                 if (halfPixelOffset && mNeedsHalfPixelOffset)  
86.                 {  
87.                     v.x -= 0.5f;  
88.                     v.y += 0.5f;  
89.                 }  
90.             }  
91.   
92.             v.z = uiCamera.WorldToScreenPoint(mTrans.position).z;  
93.             v = uiCamera.ScreenToWorldPoint(v);  
94.         }  
95.         else  
96.         {  
97.             v.x = Mathf.Round(v.x);  
98.             v.y = Mathf.Round(v.y);  
99.   
100.             if (pc != null)  
101.             {  
102.                 v = pc.cachedTransform.TransformPoint(v);  
103.             }  
104.             else if (container != null)  
105.             {  
106.                 Transform t = container.transform.parent;  
107.                 if (t != null) v = t.TransformPoint(v);  
108.             }  
109.             v.z = mTrans.position.z;  
110.         }  
111.   
112.         // Wrapped in an 'if' so the scene doesn't get marked as 'edited' every frame  
113.         if (mTrans.position != v) mTrans.position = v;  
114.         if (runOnlyOnce && Application.isPlaying) Destroy(this);  
115.     }  

       Update的原理很简单，梳理归纳为4部分：

                 1）获取Anchor参照对象的大小Rect以及计算中心点Vector3 v；

                 2）根据Side类型调整v的x,y,z值；

                 3）将v转换成世界坐标

                 4）将v赋给mTrans.position。

        这里对1）再多说几句，主要是涉及参照对象的选取问题，用if - else if来筛选的次序是 UIWidget wc , UIPanel pc , GameObject container, Camera uiCamera，如果前者部位null这取前者的大小后面的就不予考虑。

C#代码  

1. UIWidget wc = (container == null) ? null : container.GetComponent<UIWidget>();  
2. container == null && wc == null) ? null : container.GetComponent<UIPanel>();  

 

像素与Unity单位

        之前项目中使用的NGUI版本还是2.6.3，那个版本还没有pixelOffset，然后为了实现一个相对便宜就在挂载Anchor的对象下面挂载一个子对象，通过设置子对象的loaclPosition来设置相对偏移：

      这样用transform.find去查找某一个子对象的时候就会觉得很蛋疼，所以当看到pixelOffset的就觉得没有必要用offset这层节点了，这可以说是NGUI埋下隐形的坑（很多没有“爱参考”不思考的开发者，就喜欢照搬别人的东西），之前的项目就是这样的，看了一堆Offset，完全没有必要。然后果断测试就会有以下不同的情况。

      测试之前首先将上面Bottom/Offset的localPosition置0，并修改稿Bottom的UIAnchor的pixelOffset改为（0,40）

1）当参照对象是Camera时，即Container=null：

但当编辑器的分辨率等于某个值时，又回恢复正常情况：

 

2）把Bottom的父对象UIPanel拖给UIAnchor的Container：

这种情况是没有问题的：

 

       回过头看下Update函数中对pixelOffset的使用：

C#代码  

1. v.x += pixelOffset.x + relativeOffset.x * width;  
2. v.y += pixelOffset.y + relativeOffset.y * height;  

        经过反复的思考，觉得一定是pixelOffset和子对象Offset的localPosition数值的参考系是不一样的，但最终都是通过mRect来处理的，所以把UIAnchor Rect mRect设置成public，查看mRect的值，上面三个情况对应mRect值分别如下：



      这说明，当mRect.y大于等于800的时候，使用UIAnchor的pixelOffset和使用子对象Offset的localPosition的表现是一致的。但为什么指定Container为UIPanel都不会出现异常情况，只有Camera会出现。再回到Update看下获取mRect的方法，指定Container时，mRect实际是UIPanel，或UIWideget的像素大小，其实是UIWidget的(width,height)，而没有指定Container情况下，mRect = camera.pixelRect。

      在UIRoot文中，就说过camera.pixelRect其实就是Screen的(width,height)，也就是说，camera.pixelRect是会根据显示器的分辨率动态改变的，而指定Container时，mRect是不会改变的（在介绍UIRoot文中有介绍）。

       在看下pixelOffset的使用（真的是最后一次了）：

C#代码  

1. v.x += pixelOffset.x + relativeOffset.x * width;  
2. v.y += pixelOffset.y + relativeOffset.y * height;  

       虽然pixelOffset的值一直没有变化，但是当mRect = camera.pixelCamera时，mRect是随着分辨率的变化而变化的，那样的话pixelOffset占的权重就会改变了，所以才会出现上面的偏移异常。

       

解决策略

       在UIAnchor中设置一个参数unitOffset来代替子对象Offset的功能：

C#代码  

1. public Vector2 unitOffset = Vector2.zero;  

       然后把设置的值在Update函数的最后加个 mTrans.localPosition += new Vector3(unitOffset.x,unitOffset.y,0);

C#代码  

1. void Update()  
2.        {      
3.                //省略前面的处理。。。  
4.                // Wrapped in an 'if' so the scene doesn't get marked as 'edited' every frame  
5.     if (mTrans.position != v) mTrans.position = v;  
6.        mTrans.localPosition += new Vector3(unitOffset.x,unitOffset.y,0);  
7.     if (runOnlyOnce && Application.isPlaying) Destroy(this);  
8.        }  

        这样就可以轻松取得GameObject树中Offset一层，之前项目中就有这个一层，我看着就来火，终于干掉了哈……

 

        还有一个问题：为什么当camera.pixelRect.y等于800时，就会恢复正常，这个先看下UIRoot的设置（对UIRoot原理不了解请猛击）：

        Manual Height设置为800，Scaling Style设置为FixedSize，可以知道UI的放缩参考高度就是 800，即实际UI布局高度就是800，这里有点难理解，总之就是当屏幕分辨率高度等于800时，pixelOffset和子对象Offset的localPostion参考点就一致了，实际效果就一样了。也可以这么解释：当mRect = camera.pixelRect 时，pixeloffset的值是相对于camera.pixelRect而言的，在屏幕的呈现是会对着屏蔽的分辨率不同而改变的；而使用子对象Offset的localPosition的参照和UI组件是一致的，所以相对于Contaner的位置是不会改变的。

        回到文中开头抛出的一个问题——Unity中transfrom的单位和像素的关系，上张图片，可以知道UI的高度实际高度是800，然后看下Anchor - Top 和Anchor - Bottom的transform的localPostion.y分别是400.5006和-399.4994（图片如下），发现两者区间刚好是800，这就说明NGUI的架构中像素坐标和Unity的单位是一致的，对等的，即一个Unity单位等于一个像素。

UIStretch

       看下NGUI Example1 的Anchor - Stretch的Inspector面板，发现UIStretch只比UIAnchor多了一个参数，不过从这张图UISprite的Dimension（红框标出）的长度始终都是800，不管屏幕如何改变大小，都是800个像素，填充的Tiled图片个数也是一样的，这也更加说明了上面提到的一个结论：NGUI中Unity的单位和像素是同一的。

 Update

       UIStretch的Update函数的前面部分跟UIAnchor的Update的前面部分原理是一样的都是获取mRect，所以只看后一部分的实现（理解 relativeSize 和 initialSize 的含义和作用）：

C#代码  

1. void Update()  
2. {  
3.                         //.......省略上面的处理  
4.             float rectWidth = mRect.width;  
5.             float rectHeight = mRect.height;  
6.   
7.             if (adjustment != 1f && rectHeight > 1f)  
8.             {  
9.                 float scale = mRoot.activeHeight / rectHeight;  
10.                 rectWidth *= scale;  
11.                 rectHeight *= scale;  
12.             }  
13.   
14.             Vector3 size = (mWidget != null) ? new Vector3(mWidget.width, mWidget.height) : mTrans.localScale;  
15.   
16.             if (style == Style.BasedOnHeight)  
17.             {  
18.                 size.x = relativeSize.x * rectHeight;  
19.                 size.y = relativeSize.y * rectHeight;  
20.             }  
21.             else if (style == Style.FillKeepingRatio)  
22.             {  
23.                 // Contributed by Dylan Ryan  
24.                 float screenRatio = rectWidth / rectHeight;  
25.                 float imageRatio = initialSize.x / initialSize.y;  
26.   
27.                 if (imageRatio < screenRatio)  
28.                 {  
29.                     // Fit horizontally  
30.                     float scale = rectWidth / initialSize.x;  
31.                     size.x = rectWidth;  
32.                     size.y = initialSize.y * scale;  
33.                 }  
34.                 else  
35.                 {  
36.                     // Fit vertically  
37.                     float scale = rectHeight / initialSize.y;  
38.                     size.x = initialSize.x * scale;  
39.                     size.y = rectHeight;  
40.                 }  
41.             }  
42.             else if (style == Style.FitInternalKeepingRatio)  
43.             {  
44.                 // Contributed by Dylan Ryan  
45.                 float screenRatio = rectWidth / rectHeight;  
46.                 float imageRatio = initialSize.x / initialSize.y;  
47.   
48.                 if (imageRatio > screenRatio)  
49.                 {  
50.                     // Fit horizontally  
51.                     float scale = rectWidth / initialSize.x;  
52.                     size.x = rectWidth;  
53.                     size.y = initialSize.y * scale;  
54.                 }  
55.                 else  
56.                 {  
57.                     // Fit vertically  
58.                     float scale = rectHeight / initialSize.y;  
59.                     size.x = initialSize.x * scale;  
60.                     size.y = rectHeight;  
61.                 }  
62.             }  
63.             else  
64.             {  
65.                 if (style != Style.Vertical)  
66.                     size.x = relativeSize.x * rectWidth;  
67.   
68.                 if (style != Style.Horizontal)  
69.                     size.y = relativeSize.y * rectHeight;  
70.             }  
71.   
72.             if (mSprite != null)  
73.             {  
74.                 float multiplier = (mSprite.atlas != null) ? mSprite.atlas.pixelSize : 1f;  
75.                 size.x -= borderPadding.x * multiplier;  
76.                 size.y -= borderPadding.y * multiplier;  
77.   
78.                 if (style != Style.Vertical)  
79.                     mSprite.width = Mathf.RoundToInt(size.x);  
80.   
81.                 if (style != Style.Horizontal)  
82.                     mSprite.height = Mathf.RoundToInt(size.y);  
83.   
84.                 size = Vector3.one;  
85.             }  
86.             else if (mWidget != null)  
87.             {  
88.                 if (style != Style.Vertical)  
89.                     mWidget.width = Mathf.RoundToInt(size.x - borderPadding.x);  
90.   
91.                 if (style != Style.Horizontal)  
92.                     mWidget.height = Mathf.RoundToInt(size.y - borderPadding.y);  
93.   
94.                 size = Vector3.one;  
95.             }  
96.             else if (mPanel != null)  
97.             {  
98.                 Vector4 cr = mPanel.clipRange;  
99.   
100.                 if (style != Style.Vertical)  
101.                     cr.z = size.x - borderPadding.x;  
102.                   
103.                 if (style != Style.Horizontal)  
104.                     cr.w = size.y - borderPadding.y;  
105.                   
106.                 mPanel.clipRange = cr;  
107.                 size = Vector3.one;  
108.             }  
109.             else  
110.             {  
111.                 if (style != Style.Vertical)  
112.                     size.x -= borderPadding.x;  
113.                   
114.                 if (style != Style.Horizontal)  
115.                     size.y -= borderPadding.y;  
116.             }  
117.               
118.             if (mTrans.localScale != size)  
119.                 mTrans.localScale = size;  
120.   
121.             if (runOnlyOnce && Application.isPlaying) Destroy(this);  
122. }  

 整体放缩

     分析了 UIStretch 的 Update ，可以知道当 UIStretch 挂载的GameObject，有UIWidget,UISprite,UIPanel 这个几个脚本是，是不会放缩这个GameObject的子GameObject的，如果要整体放缩的话，就得通过倒数第二行： 

C#代码  

1. mTrans.localScale = size;    

       如果 Style 选择为 Both ，并且没有指定Container 且GameObject 上没有挂载UIWidget,UISprite,UIPanel ，抽出主要的执行代码：

C#代码  

1. void Update()  
2. {  
3.                         //省略前面的代码  
4.                        else if (uiCamera != null)  
5.             {  
6.                 mRect = uiCamera.pixelRect;  
7.                 if (mRoot != null) adjustment = mRoot.pixelSizeAdjustment;  
8.             }  
9.             else return;  
10.   
11.             float rectWidth = mRect.width;  
12.             float rectHeight = mRect.height;  
13.   
14.             if (adjustment != 1f && rectHeight > 1f)  
15.             {  
16.                 float scale = mRoot.activeHeight / rectHeight;  
17.                 rectWidth *= scale;  
18.                 rectHeight *= scale;  
19.             }  
20.   
21.                         //省略 代码  
22.                         else  
23.             {  
24.                 if (style != Style.Vertical)  
25.                     size.x = relativeSize.x * rectWidth;  
26.   
27.                 if (style != Style.Horizontal)  
28.                     size.y = relativeSize.y * rectHeight;  
29.             }  
30.                         //省略 代码  
31.                         if (mTrans.localScale != size)  
32.                 mTrans.localScale = size;  
33. }  

       整理下： mTrans.localScale.x = relativeSize.x * rectWidth * mRoot.activeHeight / rectHeight

mTrans.localScale.y = relativeSize.y * rectHeight * mRoot.activeHeight / rectHeight = relativeSize.y * mRoot .activeHeight

       因为 UIRoot 是基于高度调整 localScale 的 来做放缩的，所以宽度的放缩UIRoot 已经做了，所以只需要将 relativeSize.y 设置为 1 / mRoot.activeHeight 使 mTrans.localScale.y = 1恒成立。UIRoot 会是高度始终满屏（UIRoot Style 为 FixedSize ），但宽度的放缩总是按照高度的放缩比例在放的，所以会出现宽度没有全部显示出来，或者左右两边有黑边。

      其实要想做到满屏（高度和宽度）缩放的效果，其实可以在UIRoot中增加一个 manualWidth 来调整 UIRoot 的localSize.x 的值。

      另外一种做法就是使用UIStretch ，我们只需要通过设置 relativeSize.x = 1 / manualWidth ；relativeSize.y = 1 / mRoot.activeHeight 就能满屏缩放了，哈哈，搞定了。等等，这样是满屏了，但是其他图片或文字会被拉伸变形，也就是说 UIStretch 只能做到某个单一的组件按比例缩放。

      总之，实际屏幕显示的宽度 = (Screen.Height / mRoot.acriveHeight * manualHeight > Screen.Width ) ?  Screen.Width ：Screen.Height / mRoot.acriveHeight * manualHeight ，就是去两者中的更小的。所以要做宽度放缩，只要针对实际显示宽度 和 屏幕宽度（Screen.Width) 来调整 localScale.x 值就行了。 

 

                                                                                                                                                                                         增补于 2013/11/26 19:45

 

      

       

 

                     

 

 

小结：

       本来昨天晚上就想写的，但是由于心情不好，也还要一些要点没有相同，所以才拖到现在完成，今天上了半天班（虽然一直都是在NBA的，今天的詹姆斯太牛逼了，看到我心情都好了，18投14中，罚球11中10,39分），有点小不敬业，吃完中饭之后，就开始组织些了，一直写到现在（花了5个小时），截了好些图，这篇应该是D.S.Qiu这么多篇中写得最畅快最爽的一次，解决之前的疑问。

       和UIRoot一样，UIAnchor和UIStretch很简单，但是却很重要，虽然就几个参数，但是要完全明白和理解还是需要花点时间的，所以我才写出来跟大家分享的，NGUI的文章页写了几篇了（点击查看），转载注明出处，尊重原创。

 

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