Unity UI 核心類解析之Graphic

🧱 Unity UI 核心類解析：Graphic 類詳解

一、什么是 Graphic？

在 Unity 的 UI 系統中，Graphic 是一個抽象基類，繼承自 UIBehaviour 并實現了 ICanvasElement 接口。它是所有可以被繪制到屏幕上的 UI 元素的基礎類。

? UI 控件（如按鈕、文字、圖片等），都直接或間接繼承自 Graphic。

二、核心作用與職責

Graphic 類主要負責以下幾件事：

職責功能
🎨 視覺渲染控制顏色、材質、紋理、網格生成等
📐 布局更新響應 RectTransform 變化，參與布局系統
🔦 射線檢測控制是否響應點擊/觸摸事件
🔄 臟標記機制優化性能，只在必要時才重新繪制
?? 生命周期管理OnEnable / OnDisable / OnDestroy 等回調處理

三、關鍵屬性詳解

1. 默認材質與紋理

protected static Material s_DefaultUI = null;
protected static Texture2D s_WhiteTexture = null;public static Material defaultGraphicMaterial
{get{if (s_DefaultUI == null)s_DefaultUI = Canvas.GetDefaultCanvasMaterial();return s_DefaultUI;}
}
public virtual Texture mainTexture => s_WhiteTexture;
  • defaultGraphicMaterial：獲取默認的 UI 材質。
  • mainTexture：默認使用白色紋理，用于繪制基礎圖形。

2. 顏色控制

[SerializeField] private Color m_Color = Color.white;
public virtual Color color { get => m_Color; set { SetPropertyUtility.SetColor(ref m_Color, value); SetVerticesDirty();} 
}
  • 支持序列化，方便在 Inspector 中修改。
  • 修改顏色會觸發頂點數據“臟”狀態，表示需要重新繪制。

3. 材質控制

protected Material m_Material;
public virtual Material material
{get{return (m_Material != null) ? m_Material : defaultMaterial;}set{if (m_Material == value)return;m_Material = value;SetMaterialDirty();}
}
  • 支持設置自定義材質，否則使用默認材質。
  • 修改材質也會觸發“臟”狀態。

4. 射線檢測開關

private bool m_RaycastTarget = true;
public virtual bool raycastTarget{get{return m_RaycastTarget;}set{if (value != m_RaycastTarget){if (m_RaycastTarget)GraphicRegistry.UnregisterRaycastGraphicForCanvas(canvas, this);m_RaycastTarget = value;if (m_RaycastTarget && isActiveAndEnabled)GraphicRegistry.RegisterRaycastGraphicForCanvas(canvas, this);}m_RaycastTargetCache = value;}}
  • 控制該 UI 是否能接收點擊事件。
  • 修改此值時會注冊或注銷射線檢測圖層。

四、重建方法（Rebuild）

Rebuild方法來自接口ICanvasElement

  public interface ICanvasElement{/// <summary>/// Rebuild the element for the given stage./// </summary>/// <param name="executing">The current CanvasUpdate stage being rebuild.</param>void Rebuild(CanvasUpdate executing);}

Graphic 實現了ICanvasElement接口

public abstract class Graphic : UIBehaviour, ICanvasElement

Rebuild方法如下

/// <summary>
/// 在 PreRender（預渲染）階段重建圖形的幾何體及其材質。
/// </summary>
/// <param name="update">當前 CanvasUpdate 渲染循環的階段。</param>
/// <remarks>
/// 有關畫布更新循環的更多詳細信息，請參閱 CanvasUpdateRegistry。
/// </remarks>
public virtual void Rebuild(CanvasUpdate update)
{if (canvasRenderer == null || canvasRenderer.cull)return;switch (update){case CanvasUpdate.PreRender:if (m_VertsDirty){UpdateGeometry();m_VertsDirty = false;}if (m_MaterialDirty){UpdateMaterial();m_MaterialDirty = false;}break;}
}

CanvasUpdateRegistry的部分源碼

public class CanvasUpdateRegistry
{private readonly IndexedSet<ICanvasElement> m_LayoutRebuildQueue = new IndexedSet<ICanvasElement>();protected CanvasUpdateRegistry(){//willRenderCanvases是一個Unity內置的靜態事件，它在每一幀中：//在所有 Canvas 被渲染之前立即觸發。Canvas.willRenderCanvases += PerformUpdate;}private void PerformUpdate(){CleanInvalidItems();m_PerformingLayoutUpdate = true;m_LayoutRebuildQueue.Sort(s_SortLayoutFunction);for (int i = 0; i <= (int)CanvasUpdate.PostLayout; i++){for (int j = 0; j < m_LayoutRebuildQueue.Count; j++){var rebuild = m_LayoutRebuildQueue[j];try{if (ObjectValidForUpdate(rebuild))//關鍵函數rebuild.Rebuild((CanvasUpdate)i);}catch (Exception e){Debug.LogException(e, rebuild.transform);}}}}
}

五、臟標記機制（SetAllDirty）

為了提高性能，Unity 使用了“臟標記”機制，只有當某些數據發生改變時才會觸發重繪或重新計算。

1.SetAllDirty

public virtual void SetAllDirty(){if (m_SkipLayoutUpdate){m_SkipLayoutUpdate = false;}else{SetLayoutDirty();}if (m_SkipMaterialUpdate){m_SkipMaterialUpdate = false;}else{SetMaterialDirty();}SetVerticesDirty();SetRaycastDirty();}

該方法在下面幾處會調用

protected override void OnTransformParentChanged()
protected override void OnEnable()
protected override void Reset()
protected override void OnDidApplyAnimationProperties()
#if UNITY_EDITORprotected override void OnValidate()
#endif

📋 總結表格

方法名調用時機是否運行時調用是否編輯器專用主要用途
OnTransformParentChangedGameObject 的父級發生變化時? 是? 否處理層級變化，重新注冊 Canvas
OnEnableGameObject 被激活時? 是? 否初始化資源、注冊 UI、觸發重建
Reset首次掛載腳本或點擊 Reset 時? 否? 是設置默認值，重置組件狀態
OnDidApplyAnimationProperties動畫屬性應用后? 是? 否處理動畫驅動的 UI 更新
OnValidateInspector 中字段修改后失去焦點時? 否? 是數據驗證、實時預覽 UI 效果

2.SetLayoutDirty

 public virtual void SetLayoutDirty(){if (!IsActive())return;LayoutRebuilder.MarkLayoutForRebuild(rectTransform);if (m_OnDirtyLayoutCallback != null)m_OnDirtyLayoutCallback();}

以下方法會調用

public virtual void SetAllDirty()
protected override void OnRectTransformDimensionsChange()

  • 作用：

    • 告訴布局系統該元素的布局信息已改變，需要重新計算布局。

  • 觸發時機：

    • SetAllDirty()
    • OnRectTransformDimensionsChange()：尺寸發生變化時

  • 行為：

    • 調用 LayoutRebuilder.MarkLayoutForRebuild(rectTransform)，加入布局重建隊列
    • 觸發回調 m_OnDirtyLayoutCallback

3.SetMaterialDirty

 public virtual void SetMaterialDirty(){if (!IsActive())return;m_MaterialDirty = true;CanvasUpdateRegistry.RegisterCanvasElementForGraphicRebuild(this);if (m_OnDirtyMaterialCallback != null)m_OnDirtyMaterialCallback();}

以下方法會調用

public virtual void SetAllDirty()
public virtual Material material{get{return (m_Material != null) ? m_Material : defaultMaterial;}set{if (m_Material == value)return;m_Material = value;SetMaterialDirty();}}

  • 作用：

    • 表示材質發生了變化，需要重新提交材質到 Canvas 渲染系統。

  • 觸發時機：

    • SetAllDirty()
    • 材質屬性被修改（例如 material = new Material(...)）

  • 行為：

    • 設置標志位 m_MaterialDirty = true
    • 注冊到 CanvasUpdateRegistry，參與圖形重建流程
    • 觸發回調 m_OnDirtyMaterialCallback

4.SetVerticesDirty

public virtual void SetVerticesDirty(){if (!IsActive())return;m_VertsDirty = true;CanvasUpdateRegistry.RegisterCanvasElementForGraphicRebuild(this);if (m_OnDirtyVertsCallback != null)m_OnDirtyVertsCallback();}

以下方法會調用

public virtual Color color { get { return m_Color; } set { if (SetPropertyUtility.SetColor(ref m_Color, value)) SetVerticesDirty(); } 
}
public virtual void SetAllDirty()
protected override void OnRectTransformDimensionsChange()

  • 作用：

    • 表示頂點數據（網格）發生了變化，需要重新生成 UI 網格。

  • 觸發時機：

    • SetAllDirty()
    • 顏色屬性變更（如 color = Color.red）
    • 尺寸變化（通過 OnRectTransformDimensionsChange()）
    • 自定義頂點修改（如自定義 Graphic）

  • 行為：

    • 設置標志位 m_VertsDirty = true
    • 注冊到 CanvasUpdateRegistry，等待重建
    • 觸發回調 m_OnDirtyVertsCallback

5.SetRaycastDirty

 public void SetRaycastDirty(){if (m_RaycastTargetCache != m_RaycastTarget){if (m_RaycastTarget && isActiveAndEnabled)GraphicRegistry.RegisterRaycastGraphicForCanvas(canvas, this);else if (!m_RaycastTarget)GraphicRegistry.UnregisterRaycastGraphicForCanvas(canvas, this);}m_RaycastTargetCache = m_RaycastTarget;}

以下方法會調用

public virtual void SetAllDirty()

  • 作用：

    • 表示是否允許響應射線檢測的狀態發生改變。

  • 觸發時機：

    • SetAllDirty()
    • 修改 raycastTarget 屬性時

  • 行為：

    • 如果啟用射線檢測，則注冊到 GraphicRegistry
    • 如果禁用，則從 GraphicRegistry 移除
    • 更新緩存值 m_RaycastTargetCache

6.總結

生命周期方法是否調用 SetAllDirty()是否調用其他 Dirty 方法
OnEnable()? 是? 否（但會觸發 SetAllDirty）
Reset()? 是? 否
OnDidApplyAnimationProperties()? 是? 否
OnTransformParentChanged()? 是? 否
OnValidate()（編輯器）? 是? 否
OnRectTransformDimensionsChange()? 否? 是（調用 SetVerticesDirty() 和 SetLayoutDirty()）

六、幾何體生成（UpdateGeometry）

這是 Graphic 類最核心的部分之一，它決定了 UI 如何繪制到屏幕上。

關鍵方法：

protected virtual void UpdateGeometry()
{if (useLegacyMeshGeneration)DoLegacyMeshGeneration();elseDoMeshGeneration();
}
1. 新版網格生成（DoMeshGeneration）

使用 VertexHelper 構建頂點數據，并支持 IMeshModifier 修改網格。

private void DoMeshGeneration()
{if (rectTransform != null && rectTransform.rect.width >= 0 && rectTransform.rect.height >= 0)OnPopulateMesh(s_VertexHelper);elses_VertexHelper.Clear(); // clear the vertex helper so invalid graphics dont draw.var components = ListPool<Component>.Get();GetComponents(typeof(IMeshModifier), components);//獲取當前對象是否有IMeshModifier接口，//Text的描邊和陰影都是通過它的ModifyMesh方法實現的for (var i = 0; i < components.Count; i++)((IMeshModifier)components[i]).ModifyMesh(s_VertexHelper);ListPool<Component>.Release(components);s_VertexHelper.FillMesh(workerMesh);canvasRenderer.SetMesh(workerMesh);
}
2. 舊版網格生成（DoLegacyMeshGeneration）

直接操作 Mesh 對象，兼容舊版本邏輯。

private void DoLegacyMeshGeneration()
{if (rectTransform != null && rectTransform.rect.width >= 0 && rectTransform.rect.height >= 0){
#pragma warning disable 618OnPopulateMesh(workerMesh);
#pragma warning restore 618}else{workerMesh.Clear();}var components = ListPool<Component>.Get();GetComponents(typeof(IMeshModifier), components);for (var i = 0; i < components.Count; i++){
#pragma warning disable 618((IMeshModifier)components[i]).ModifyMesh(workerMesh);
#pragma warning restore 618}ListPool<Component>.Release(components);canvasRenderer.SetMesh(workerMesh);
}

實現細節：OnPopulateMesh(VertexHelper vh)

protected virtual void OnPopulateMesh(VertexHelper vh)
{var r = GetPixelAdjustedRect();var v = new Vector4(r.x, r.y, r.x + r.width, r.y + r.height);Color32 color32 = color;vh.Clear();vh.AddVert(new Vector3(v.x, v.y), color32, new Vector2(0f, 0f));vh.AddVert(new Vector3(v.x, v.w), color32, new Vector2(0f, 1f));vh.AddVert(new Vector3(v.z, v.w), color32, new Vector2(1f, 1f));vh.AddVert(new Vector3(v.z, v.y), color32, new Vector2(1f, 0f));vh.AddTriangle(0, 1, 2);vh.AddTriangle(2, 3, 0);
}

這是一個虛方法，提供了默認實現，子類可以重寫實現自己的圖形形狀。

七、生命周期與事件響應

1. 啟用與禁用

protected override void OnEnable()
{base.OnEnable();CacheCanvas();GraphicRegistry.RegisterGraphicForCanvas(canvas, this);#if UNITY_EDITORGraphicRebuildTracker.TrackGraphic(this);
#endifif (s_WhiteTexture == null)s_WhiteTexture = Texture2D.whiteTexture;SetAllDirty();
}protected override void OnDisable()
{
#if UNITY_EDITORGraphicRebuildTracker.UnTrackGraphic(this);
#endifGraphicRegistry.DisableGraphicForCanvas(canvas, this);CanvasUpdateRegistry.DisableCanvasElementForRebuild(this);if (canvasRenderer != null)canvasRenderer.Clear();LayoutRebuilder.MarkLayoutForRebuild(rectTransform);base.OnDisable();
}
  • 啟用時注冊到 Canvas 和重建系統。
  • 禁用時取消注冊并清除緩存。

2. 銷毀

protected override void OnDestroy()
{
#if UNITY_EDITORGraphicRebuildTracker.UnTrackGraphic(this);
#endifGraphicRegistry.UnregisterGraphicForCanvas(canvas, this);CanvasUpdateRegistry.UnRegisterCanvasElementForRebuild(this);if (m_CachedMesh)Destroy(m_CachedMesh);m_CachedMesh = null;base.OnDestroy();
}
  • 清除資源，防止內存泄漏。

3. RectTransform 變化

protected override void OnRectTransformDimensionsChange()
{if (gameObject.activeInHierarchy){// prevent double dirtying...if (CanvasUpdateRegistry.IsRebuildingLayout())SetVerticesDirty();else{SetVerticesDirty();SetLayoutDirty();}}
}
  • 當尺寸變化時觸發頂點或布局更新。

4. Canvas 層級變化

protected override void OnCanvasHierarchyChanged()
{// Use m_Cavas so we dont auto call CacheCanvasCanvas currentCanvas = m_Canvas;// Clear the cached canvas. Will be fetched below if active.m_Canvas = null;if (!IsActive()){GraphicRegistry.UnregisterGraphicForCanvas(currentCanvas, this);return;}CacheCanvas();if (currentCanvas != m_Canvas){GraphicRegistry.UnregisterGraphicForCanvas(currentCanvas, this);// Only register if we are active and enabled as OnCanvasHierarchyChanged can get called// during object destruction and we dont want to register ourself and then become null.if (IsActive())GraphicRegistry.RegisterGraphicForCanvas(canvas, this);}
}
  • 當父級 Canvas 發生變化時，重新注冊自己。

八、性能優化技巧

  1. 避免頻繁調用 SetAllDirty()

    • 只在真正需要更新時才調用。
    • 多個屬性變更后統一調用一次即可。

  2. 利用 IMeshModifier 和 IMaterialModifier

    • 可以擴展圖形外觀，而無需繼承 Graphic。

  3. 合理使用 raycastTarget

    • 不需要交互的 UI 應關閉射線檢測，減少性能開銷。

  4. 使用對象池（ListPool）

    • 比如 ListPool<Component>.Get() 和 ListPool<Component>.Release()，避免頻繁 GC。

九、總結

Graphic 類是 Unity UI 系統中最底層、最重要的類之一。它不僅提供了基礎的視覺表現能力，還通過高效的臟標記機制和靈活的擴展接口，使得能夠輕松構建各種復雜的 UI 控件。

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