一、序

本文大部分内容是对2017 Epic Game的工程师郭春飚先生在 Unreal Open Day上演讲的进一步解释及实际案例分析，欢迎大家多多交流。

二、基础介绍

首先对UE4中UMG渲染结构进行简要介绍:

User Widget：对应一个用户界面。

Widget Tree：每一个 User Widget 都是存储成树状结构。

Panel Widget：不会渲染出来，用于对 Child Widget 进行布局，如 Canva Panel, Grid Panel, Horizontal Box 等。

Common Widget：用于渲染，会生成到最后的 Draw Elements 中，如 Button, Image, Text 等

在游戏渲染时，会遍历两遍widget tree，分别计算widget的尺寸和draw elements，draw elements是根据common widget的类型和参数生成的。一个user widget会生成1个或多个draw elements

三、优化技巧

1.可见性

之前我们在UMG里面介绍过Visbility内不同设置代表的意思。Visible 可见并接受交互事件

Collapsed 不可见且不占用任何体积

Hidden 不可见但占用体积，不接收交互事件

Hit test invisible 可见，且他和他的子节点都不接受点击事件

Set hit test visible 可见，且他自身不接受点击事件，不影响子节点

那么在渲染消耗上从小到大的顺序是 Collapsed

有许多控件的默认状态就是visible，例如image，因此在确认控件不接收交互事件时可以设为set hit test invisible可以减少不必要的开销。

2.合图

在UI开发时，一个界面会用到多个资源来进行拼接。那么客户端在绘制这个页面时，会自动检索这个界面引用到的n个资源，需要计算n次。而如果恰好这n个资源都在一个合图里，则程序只需要读取一次合图文件即可完成这个页面的绘制，只需要计算1次。

Step1

将需要合图的资源用PS4合成一张合图。

Step2

将合图导入UE4生成一个texture，双击资源进行设置，将Compression Setting设为UserInterFace2D，texture group设为UI。(UI的Texture设置)

Step3

右键目标Texture选择Extract Spirtes，将Texture炸开成单独资源。(将合图转化为单独资源)

Step4

改名，然后就可以在UMG中引用资源啦！

缺点：

可以发现这个过程较为繁琐，且迭代之后需要重新命名，很难在实际项目中运用。

方法二-Paper2d

Paper2d文件是UE4中一个基于sprite的系统，主要目的是用于制作2D网格游戏，如超级玛丽和序列帧动画的，但是在功能上与合图有极强的相似性，因此可以借用paper2d来进行合图。

Step1

安装一个TexturGUIPacker，并选择UE-Paper2d框架。

Step2

将需要的资源拖入sprite列表中，注意Trim mode设为None，否则会自动裁切空白像素。(TextureGUIPacker)

若资源量过大导致Maxsize 2048x2048 不够用的话，最多可以设为 4096x4096 ，因为UE4默认最大读取4K尺寸贴图。

Step3

点击Publish Sprite Sheet后自动生成一个paper2d文件，建议将tps(TextureGUIPacker工程)、paper2d、其他资源文件放在同一个目录下进行维护。(资源、合图、paper2d及TPS工程)

Step4

将paper2d文件拖入UE4自动生成Texture文件夹(合图文件)和Frames文件夹(拆分资源)。(刚刚制作的paper2d导入后自动生成的文件)

Step5

后期资源修改时只需维护TPS文件，将新的paper2d导入UE4则可自动修改相关资源了。(如果有资源修改未生效，保存后选择资源进行Reload)

Step6

为了避免PC端资源尺寸不够导致出现锯齿，可打开Project Setting>Editor>Paper2D-import将默认导入材质设为UI。

3.Invalidation Box

在目前的UI界面中，默认是在每一帧都对每一个UI控件进行渲染，但是有些时候UI并不是需要每一帧都进行渲染的，那么InvalidationBox的作用就是将这种UserWidget封装起来，从而缓存Slate Tick数据，不需要每帧都进行计算。只有当他 的某个child widget的渲染信息发生变化 ，才会通知Invalidation box更新缓存信息。(在外层嵌套Invalidation Box)

而当一个Invalidation Box内又存在一个需要实时更新的控件(如一个头像node，头像照片一般不需要每帧都渲染，而玩家又设置了一个需要实时渲染的动态头像框)，则需要对该控件进行单独设置。(勾选 is Volatile可以使其不受InvalidationBox的影响)

4.Retainer Box

第二种处理UI不需要逐帧渲染的方式是Retainer Box，这个控件可以让他的子集每隔几帧渲染一次。

上面的这个例子，将一个User WIdget拆分成四部分，每三帧为一个循环，分别对不同的内容进行渲染。做法也是在外层嵌套Retainer Box，对Phasing项进行设置。

由于retainer box的phase count是全局性的，若出现如上图的两个设置，则在每15帧这两个retainer box会同时更新，导致帧数下降。Invalidation box内的retainer box是不生效的，若有需要则在retainer box内嵌套invalidation box。Retainer box会额外占用显存，因此也不是retainer box越多越好的。

Retainer Box还有一个额外的好处，就是可以为UMG添加蒙版。只需要将设置好的UI材质拖到这里，就可以为其子集添加蒙版效果。(蒙版设置示例)

(rentainer box 添加材质后效果)

注意：Rentainer Box的蒙版效果只有运行游戏之后才能看到。

四、总结

大部分的 UI 优化工作(比如说 Invalidation Box, Retainer Box)都是在项目后期( UI 基本开发完成后)再进行的。UE4 提供了很丰富的功能和调试工具，熟练掌握这些功能能够帮助开发者实现高性能的UI。