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README.md 12 KB
Histórico Em bruto

UI

在虚幻中，实现 UI 的方法就是通过 Slate 弯沉

方便内存管理和使用，UMG 使用 UObject 来持有 Slate 控件

比如， UImage 持有 SImage 控件

通常来说真正实现功能的方法都在 Slate 控件中

Slate 中常见控件分为三种

  • SLeafWidget 不包含子节点的叶子节点，比如 STextBlock
  • SPanel 可以包含多个子节点的，比如 SVerticalBox
  • SCompoundWidget 只能包含一个子节点，比如 SButton

渲染

在 FEngineLoop::Tick 中，触发 FSlateApplication::Get().Tick 函数，用于 Slate 渲染

Slate 的渲染逻辑是每帧重新渲染所有的控件，这当然会带来大量的性能浪费，因为某些控件的变化频率并没有那么高，无需每帧更新，SInvalidationPanel 则是当控件的内容发生变化时，只需重新渲染发生变化的部分，而不是整个面板

于是在 PaintInvalidationRoot 函数中出现了这么一段内容

if (!Context.bAllowFastPathUpdate || bNeedsSlowPath || GSlateIsInInvalidationSlowPath)
	{
		GSlateIsOnFastUpdatePath = false;
		bNeedsSlowPath = false;
		CachedViewOffset = Context.ViewOffset;
		{
			if (Context.bAllowFastPathUpdate)
			{
				TGuardValue<bool> InSlowPathGuard(GSlateIsInInvalidationSlowPath, true);
				BuildFastPathWidgetList(RootWidget);
			}
			// Repopulates cached element lists
			CachedMaxLayerId = PaintSlowPath(Context);
		}
		Result.bRepaintedWidgets = true;
	}
	else if (!FastWidgetPathList->IsEmpty())
	{
		// We should not have been supplied a different root than the one we generated a path to
		check(RootWidget == FastWidgetPathList->GetRoot().Pin());
		Result.bRepaintedWidgets = PaintFastPath(Context);
	}

根据是否启用 bAllowFastPathUpdate 来决定执行 PaintSlowPath 全量计算，还是 PaintFastPath 快速计算

不过后续流程都是根据 PaintSlowPath 进行参考

在 PaintSlowPath 中以 SWidget::PaintWindow 为入口，开始深度遍历所有的 Slate 控件

在 SWindow 调用到 SWindow::Paint，SWindow 继承自 SWidget 且没有重写 Paint，最后还是调用到 SWidget::Paint

PrePass

在调用 DrawWindowAndChildren 绘制之前，会调用 DrawPrepass

// Prepass the window
DrawPrepass( DrawOnlyThisWindow );

根据注释，可以知道这是在绘制之前的流程

  1. 执行自定义流程 CustomPrepass
  2. 遍历子节点，对其执行 Prepass_ChildLoop
  3. 缓存设计分辨率 CacheDesiredSize
void SWidget::Prepass_Internal(float InLayoutScaleMultiplier)
{
	PrepassLayoutScaleMultiplier = InLayoutScaleMultiplier;

	bool bShouldPrepassChildren = true;
	if (bHasCustomPrepass)
	{
		bShouldPrepassChildren = CustomPrepass(InLayoutScaleMultiplier);
	}

	if (bCanHaveChildren && bShouldPrepassChildren)
	{
		FChildren* MyChildren = this->GetChildren();
		const int32 NumChildren = MyChildren->Num();
		Prepass_ChildLoop(InLayoutScaleMultiplier, MyChildren);
		ensure(NumChildren == MyChildren->Num());
	}

	{
		CacheDesiredSize(PrepassLayoutScaleMultiplier.Get(1.0f));
		bNeedsPrepass = false;
	}
}

要自定义设计分辨率，需要重写 ComputeDesiredSize 函数，这是 SWidget 的纯虚函数，每个子类都要重写

virtual FVector2D ComputeDesiredSize(float LayoutScaleMultiplier) const = 0;

计算每个控件占据的控件大小，是一个自下而上的计算过程

  • 不含子项的控件基于其本质属性计算和缓存其所需的大小
  • 组合其他控件的控件使用特殊逻辑决定其所需的大小

ArrangeChildren

ArrangeChildren 函数负责计算子控件的几何信息并将其添加到 ArrangedChildren 列表中

ArrangeChildren 会在布局过程中被调用，子类可以重写 OnArrangeChildren 以实现自定义的子控件布局逻辑

void SWidget::ArrangeChildren(const FGeometry& AllottedGeometry, FArrangedChildren& ArrangedChildren, bool bUpdateAttributes) const
{
	if (bUpdateAttributes)
	{
		FSlateAttributeMetaData::UpdateChildrenOnlyVisibilityAttributes(const_cast<SWidget&>(*this), FSlateAttributeMetaData::EInvalidationPermission::DelayInvalidation, false);
	}

	OnArrangeChildren(AllottedGeometry, ArrangedChildren);
}

这里 OnArrangeChildren 是一个纯虚函数，需要每个子类重写自己的内容

virtual void OnArrangeChildren(const FGeometry& AllottedGeometry, FArrangedChildren& ArrangedChildren) const = 0;

以 SCanvas::OnArrangeChildren 为例

void SCanvas::OnArrangeChildren( const FGeometry& AllottedGeometry, FArrangedChildren& ArrangedChildren ) const
{
    for (int32 ChildIndex = 0; ChildIndex < Children.Num(); ++ChildIndex)
    {
        // ... 做一些计算
        
        ArrangedChildren.AddWidget( AllottedGeometry.MakeChild(
            CurChild.GetWidget(),
            CurChild.GetPosition() + Offset,
            Size
        ));
    }
}

以 SOverlay::OnPaint 为例，展示使用 ArrangeChildren 的使用

for (int32 ChildIndex = 0; ChildIndex < ArrangedChildren.Num(); ++ChildIndex)
{
    FArrangedWidget& CurArrangedWidget = ArrangedChildren[ChildIndex];

    const int32 CurWidgetsMaxLayerId =
        CurArrangedWidget.Widget->Paint(
            NewArgs,
            CurArrangedWidget.Geometry,
            MyCullingRect,
            OutDrawElements,
            MaxLayerId,
            InWidgetStyle,
            bChildrenEnabled);
}

将 Widget 的坐标偏移 和 大小 信息保存到 ArrangedChildren 中

FGeometry

一个 UI 控件，需要计算自己的尺寸大小、位置坐标，这些信息都可以用 FGeometry 来表示

FGeometry 包含了控件的位置、大小、缩放等等各种信息，它在控件布局、事件处理、坐标变换、子控件传递以及支持复杂变换等方面发挥重要作用

成员属性比较简单

  • Size: 表示控件在本地空间（Local Space）中的大小，即控件自身坐标系中的宽度和高度。这个字段主要用于描述控件的内部布局和尺寸
  • Scale: 表示控件的缩放因子。这个字段用于描述控件在屏幕空间(Screen Space)中的缩放程度。这个值是累积的，包括了控件本身以及其所有父控件的缩放
  • AbsolutePosition: 表示控件在屏幕空间中的位置，即控件相对于屏幕或应用程序窗口的左上角的坐标。这个字段主要用于描述控件在屏幕上的位置
  • Position: 表示控件在本地空间中的位置。这个字段主要用于描述当前控件相对于其父控件的位置。
  • AccumulatedRenderTransform: 表示从控件的本地空间到屏幕空间的累积渲染变换。这个变换包括了控件本身以及其所有父控件的渲染变换。这个字段主要用于在渲染过程中对控件应用复杂的变换，例如旋转、缩放和平移等
  • bHasRenderTransform: 一个布尔值，表示控件是否具有渲染变换。这个字段用于在需要时快速检查控件是否具有渲染变换，以便在渲染过程中进行相应的处理

在 Slate 框架中，通常需要在本地空间和屏幕空间之间进行坐标转换。例如在处理控件的布局和点击事件时，需要将本地空间中的坐标转换为屏幕空间中的坐标，以便确定控件在屏幕上的实际位置

在这些计算的时候， FGeometry 可以发挥很大的作用

Paint

根据几何信息（AllottedGeometry）和父级剪裁矩形（MyCullingRect）计算当前 Widget 的剪裁边界（CullingBounds）

FSlateRect CullingBounds = CalculateCullingAndClippingRules(AllottedGeometry, MyCullingRect, bClipToBounds, bAlwaysClip, bIntersectClipBounds);

将 AllottedGeometry 计算成桌面坐标

混合父级样式和当前 Widget 的透明度

FWidgetStyle ContentWidgetStyle = FWidgetStyle(InWidgetStyle).BlendOpacity(RenderOpacity);

FGeometry DesktopSpaceGeometry = AllottedGeometry;
DesktopSpaceGeometry.AppendTransform(FSlateLayoutTransform(Args.GetWindowToDesktopTransform()));

根据 Flag 指定定时逻辑，更新控件

if (HasAnyUpdateFlags(EWidgetUpdateFlags::NeedsActiveTimerUpdate))
{
    // ... do something
    MutableThis->ExecuteActiveTimers(Args.GetCurrentTime(), Args.GetDeltaTime());
}

if (HasAnyUpdateFlags(EWidgetUpdateFlags::NeedsTick))
{
    // ... do something
    MutableThis->Tick(DesktopSpaceGeometry, Args.GetCurrentTime(), Args.GetDeltaTime());
}

这里执行 Tick，大部分控件的更新逻辑都在 Tick 中执行

将当前 Widget 压入绘制栈，缓存句柄

如果当前 Widget 可见并且支持命中测试，将其添加到命中测试网格 FHittestGrid 中

OutDrawElements.PushPaintingWidget(*this, LayerId, PersistentState.CachedElementHandle);

if (bOutgoingHittestability)
{
    Args.GetHittestGrid().AddWidget(MutableThis, 0, LayerId, FastPathProxyHandle.GetWidgetSortOrder());
}

调用 OnPaint 由子类自行实现生成实际绘制指令

int32 NewLayerId = OnPaint(UpdatedArgs, AllottedGeometry, CullingBounds, OutDrawElements, LayerId, ContentWidgetStyle, bParentEnabled);

OnPaint

SPanel 和 SCompoundWidget 因为存在子节点，需要先调用 PaintArrangedChildren 计算每个子节点的坐标、大小

ArrangeChildren(AllottedGeometry, ArrangedChildren);

如果是 SLeafWidget 则不用，毕竟没有子节点没必要计算

SPanel 和 SCompoundWidget 再对每个子节点调用 Paint

for (int32 ChildIndex = 0; ChildIndex < ArrangedChildren.Num(); ++ChildIndex)
{
    const FArrangedWidget& CurWidget = ArrangedChildren[ChildIndex];

    if (!IsChildWidgetCulled(MyCullingRect, CurWidget))
    {
        const int32 CurWidgetsMaxLayerId = CurWidget.Widget->Paint(NewArgs, CurWidget.Geometry, MyCullingRect, OutDrawElements, LayerId, InWidgetStyle, bShouldBeEnabled);
        MaxLayerId = FMath::Max(MaxLayerId, CurWidgetsMaxLayerId);
    }
    else
    {
        //SlateGI - RemoveContent
    }
}

不过前面都是收集数据、遍历节点，真正绘制的内容其实是下面这样，以 SButton::OnPaint 为例

FSlateDrawElement::MakeBox(
    OutDrawElements,
    LayerId,
    AllottedGeometry.ToPaintGeometry(),
    BrushResource,
    DrawEffects,
    BrushResource->GetTint(InWidgetStyle) * InWidgetStyle.GetColorAndOpacityTint() * GetBorderBackgroundColor().GetColor(InWidgetStyle)
);

FSlateDrawElement 是 Slate 渲染系统的原子绘制单元，封装了 GPU 绘制所需的所有元数据

OutDrawElements 是由 SWindow 创建，用于收集绘制信息。通过遍历所有节点时，由每个节点各自添加各自的绘制指令到 OutDrawElements 中

HittestGrid

https://zhuanlan.zhihu.com/p/346460371

用户在屏幕上 Click 一下，如何知道点击的是哪一个控件呢？

如果 UI 控件数量很多，直接是深度优先遍历全部控件，是比较浪费时间的

FHittestGrid 是将屏幕划分成多个区域，缓存每个区域中的 控件 信息，在点击时根据点击坐标，从对应区域获取控件即可

在 SWindow::PaintWindow 函数调用 PaintInvalidationRoot 进行绘制之前重设 HittestGrid

由此可见，每个 SWindow 中都存储自己的 HittestGrid

const bool HittestCleared = HittestGrid->SetHittestArea(GetPositionInScreen(), GetViewportSize());

在每个控件绘制的时候，都会将自己添加到 HittestGrid 中

Args.GetHittestGrid().AddWidget(MutableThis, 0, LayerId, FastPathProxyHandle.GetWidgetSortOrder());

也就是说，为了绘制而遍历每个控件的时候，顺便就把 HittestGrid 给完成了

当用户点击的时候，会通过 HittestGrid 计算对应控件的 FWidgetPath

HittestGrid 将每个格子大小设置为 128 * 128

根据传入的点的坐标，直接计算出对应 Grid 的序号

const FVector2f CellSize(128.0f, 128.0f);

FIntPoint FHittestGrid::GetCellCoordinate(UE::Slate::FDeprecateVector2DParameter Position) const
{
	return FIntPoint(
		FMath::Min(FMath::Max(FMath::FloorToInt(Position.X / CellSize.X), 0), NumCells.X - 1),
		FMath::Min(FMath::Max(FMath::FloorToInt(Position.Y / CellSize.Y), 0), NumCells.Y - 1));
}

事件触发

https://zhuanlan.zhihu.com/p/448050955

ListView