Unity引擎UGUI上特效处理重叠和裁剪问题的多种解决办法

  大家好,我是阿赵。
  使用Unity引擎开发项目,使用UGUI做界面,经常会遇到需要把特效放在UI上,但UI本身和特效又需要有遮挡关系和裁剪效果。
  之前我介绍了一下使用MaskableGraphic的方式把粒子特效渲染在UI上,把粒子特效当Image用。实际上解决类似的问题,是有很多手段的,这些手段各有优缺点,实现的难度也各有不同,这篇文章不会很详细的列举代码,但可以从思路上分享一下。

一、 RenderTexture

  这是最直观的方法,把特效放在一个远离主场景的地方,然后单独打一个摄像机,设置一个RenderTexture作为摄像机的TargetTexture。这样摄像机会把特效渲染到这张RenderTexture上面,然后我们就可以把这种RenderTexture用作RawImage的贴图,正常重叠和裁剪了。
  这个方法从操作上来说比较简单实现,但实际上有很多缺点:
1、 为每一个特效都打一个摄像机,看着就很傻
2、 生成多张RenderTexture,严重占用内存。而由于每个特效的大小都不一样,需要使用多大的RenderTexture也是一个问题。
3、 对于特效本身是半透明渲染的,在RenderTexture上透明通道会出现问题。因为比如是AlphaBlend这种叠加方式,实际上是需要把半透明颜色叠加在背景色才能显示出正常的效果。但由于我们单独打了一个摄像机看这个特效,并没有合理的背景色作为叠加,所以渲染出来的图片透明通道是不正确的。解决办法当然也有,先把摄像机背景色调成纯黑,渲染一张,再把摄像机背景色调成纯白,再渲染一张,把两张图通过计算可以得到正确的透明通道和颜色。不过这样做,感觉就更麻烦了。

二、 修改渲染的顺序

  这个方法我觉得可能是最多人用的。
  首先我们要知道,UGUI的Canvas上面有一个Order in Layer的参数。这个参数实际上是这一张Canvas在渲染时候的渲染顺序。
在这里插入图片描述

  一套UI系统里面,可以有多个Canvas层,order大的Canvas会盖住order小的Canvas。
  然后我们需要知道,在Mesh渲染器或者粒子渲染器里面,也有一个渲染order:
在这里插入图片描述

  这个Order in Layer和Canvas里面那个Order In Layer是同一回事。不过有个问题是,在Canvas里面的UI元素,比如一张Image,如果自身没有单独的Canvas,那么它的Order会和父级的Canvas一样。而同一个父级下的多个Image,排序是按照sibling index来排的,也就是作为子物体的顺序。但如果一个粒子特效和一个Image,他们的Order In Layer一样,却并不会按照sibling index来排序,粒子特效会盖住Image。
  知道了这个规则之后,问题就比较简单处理了。如果特效要叠加在UI上面,那么把特效的Order设置到和UI的父级Canvas一样就行。
  再举一个复杂点的例子,假如父级Canvas下面有一张Image1,然后有一个粒子特效fx要盖住Image1,然后还有一张Image2要盖住fx。比如父级Canvas的order是100,那么fx的order也设置成100,fx就自然盖住Image1了。接下来,在Image2身上加一个Canvas,把Override Sortting勾上,然后order填101,这是,Image就会把Image1和fx都盖住了。
  如果用代码实现,其实就很简单了,写一个C#脚本,挂在需要改变order的对象上,然后提供一个方法,设置一个添加order的数量。调用方法是,找自身的父级,一直找到父级有Canvas为止,得到父级Canvas的order,比如是100,然后加上传入参数,比如传入了1,那么得到的自己的order就是101了。然后先Get自身的Component,看看有没有renderer,如果有,则renderer.sortingOrder来设置renderer的order。如果没有renderer,则应该是UI元素,就给自己AddComponent一个Canvas,把order设置一下就行了。
  我之前说这个方法最多人用,是因为实现简单,也比较的合理,不过这个方法也不是完全没有缺点的。
1、 由于在Canvas下面的子物体又添加了Canvas,会导致原本可以合并渲染的UI元件变得不能合并渲染
2、 如果只是简单的叠一层特效到UI上,问题不大。但如果UI和特效互相叠加的层级多起来之后,维护order会变得复杂,比较容易出错。
3、 Order In Layer只会解决层叠问题,不会提供裁剪效果的,所以如果需要用Mask裁剪,还需要对特效使用的shader做处理,一般的处理方式是在特效上面挂一个C#脚本,不停的获取父级Mask的Rect,然后转换成世界坐标传入给特效使用的材质球的Shader,在Shader上面判断在一定世界坐标范围外的片元就舍弃掉,把Alpha变成0,再Clip掉。

三、 MaskableGraphic

  上一篇文章介绍了怎样在MaskableGraphic上面用UIVertex绘制顶点,模拟粒子的网格渲染。
  实际上MaskableGraphic可以理解成是一个可以渲染任意Mesh网格的图层,除了用UIVertex来逐个粒子计算和绘制,还可以通过BakeMesh,把特效的网格Bake出来,再传到MaskableGraphic里面渲染。
  由于方法太自由,反而很难具体的说明。可以当做Unity提供了一个绘制顶点和三角面的渲染API,自己想画什么就画什么。

四、 用其他方式替代粒子

  这个可以归结为其他方法了。核心思想就是不用粒子系统做特效。
  最常见的是用序列帧替代一些复杂的效果。不过序列帧不适合做面积较大还有细节太多的动画,不然由于帧数太多和单帧太大,会导致容量很大。
  另外一种常见的,是用Animation的方式通过K帧实现。结合部分序列帧,可以实现大部分效果。不过像大面积数量很多的粒子扩散效果,就比较难实现。
  还有比较常见的,是用Spine之类的2D骨骼动画来做特效。这类2D动画插件,一般除了控制骨骼运动以外,还会带有序列帧和流光等常用的功能,可以做出很多动画效果。而Spine是有Unity的UGUI接口的,所以可以正常当Image使用。
  或者是用Shader直接做各种动画效果。这个就比较多样化,通过在Image上面挂一个材质球,然后通过Shader实现过载效果,常用的比如UV动画、用噪声图或者法线图模拟扭曲或者叠加的效果,用黑白模拟闪烁效果,等等,完全可以发挥自己的想象力。包括大量粒子扩散的效果,我也用Shader模拟过。
  以上的这些方法,由于没有使用UI以外的渲染方式,层叠和裁剪一般都不会有问题。但由于不同的效果需要使用的方法不一样,甚至是一个特效要K好多动画和写好几种shader,所以一般的特效师是很难做到的。不过我自己的确是这样做特效的,所以也不妨提出来,算是一种解决的办法。

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