NGUI诡异的drawCall

看了很多关于NGUI drawCall的文章，见得比较多的一个观点是：一个 Atlas 对应一个Drawcall。

好奇心下做了个demo，两个panel中只用到一个Atlas，却产生了10个drawCall，百思不得其解。寻觅已久终于找到三篇文章：

一、http://game.ceeger.com/forum/read.php?tid=14653

[NGUI]减少NGUI 3的DrawCall数量

刚升级到NGUI3， 这下不打紧，DrawCall数由5个增长到了十七八个，想想应该不会是NGUI的问题吧。后来整理了一下，发现有两点： 
        1）对于同一Atlas，DrawCall数取决于Panel的数量（实际上是UIPanel这个脚本的数量）。比如说，我有两个Sprite，这两个Sprite属于同一Atlas，但是位于不同的Panel下，这时候DrawCall 数是2， NGUI 2中则是1。使用建议就是只使用一个Panel。 
        2）对于不同Atlas，同一Panel下的Sprite，可通过Depth调节显示层级，Z值不管用，这点跟NGUI 2中刚好相反。还有就是不同Atlas的Sprite 的Depth值尽量不要来回穿插。比如Atlas A中有两个Sprite a 和 aa，Depth分别为1，3；Atlas B中有两个Sprite b 和 bb， Depth分别为2，4， 则DrawCall 总数为4而不是2。（在NGUI 3中，你可以点击Panel ，在Inspector面板中看到每一个DrawCall的调用细节 ） 


        简单的说就是DrawCall的数量不只跟Atlas的数量有关，还跟Atlas调用顺序有关，使用的时候最好只用一个Panel， 不同Atlas的Sprite Depth尽量不穿插。

二、http://blog.csdn.net/monzart7an/article/details/25212561

NGUI 减少drawcall

前置说明一：

Unity中的drawcall定义：

每次引擎准备数据并通知GPU的过程称为一次Draw Call。

Unity（或者说基本所有图形引擎）生成一帧画面的处理过程大致可以这样简化描述：引擎首先经过简单的可见性测试，确定摄像机可以看到的物体，然后把这些物体的顶点（包括本地位置、法线、UV等），（顶点如何组成三角形），变换（就是物体的位置、旋转、缩放、以及摄像机位置等），相关光源，纹理，渲染方式（由材质/Shader决定）等数据准备好，然后通知图形API——或者就简单地看作是通知GPU——开始绘制，GPU基于这些数据，经过一系列运算，在屏幕上画出成千上万的三角形，最终构成一幅图像。

前置说明二：

NGUI中的UIWidget的显示顺序：

每一个UIWidget的显示顺序由depth值决定，跟z轴没关系，而这个depth值是由两部分组成的，一个是UIWidget所在的UIPanel的depth和UIwidget自身的depth值进行加权计算。

并且，UIPanel的权重非常大，可以认为，UIPanel的depth大的所有UIWidget比UIPanel的depth小的所有UIWidget比最后计算的depth一定大。举个例子：

UIPanel1    depth  x                      UIPanel2    depth  y

UIWidget1  depth  m                      UIWidget2  depth  n

只要 x > y，那么不管m和n的大小，UIWidget1最后的depth一定大于UIWidget2。

减少drawcall的规则：

1、同一个UIPanel下的texture和font尽量放在同一个altals下。也表达了另外一个意思，使用同一个altals的元素尽量放在同一个UIPanel下面。

2、如果一个UIPanel下面使用了多个altals，那么尽量让使用相同altals的元素连续，尽量避免altals交叉。

规则1的前半部分好理解。后半部分，参照前面显示顺序问题可以知道。如果使用同一个altals的元素在两个不同的UIPanel下面，这就必然导致它们的drawcall分离。所以即使调整它们的depth一致，也无法合并成一个drawcall.

规则2的意思，举个例子就明白了：

同一个UIPanel下有4个UIWidget，w1，w2，w3，w4。

其中 W1和W2引用altals1。

其中 W3和W4引用altals2。

如果它们的depth顺序为  w1 : 1，w2 ：2，w3 : 3，w4 : 4。

那么整个渲染需要2个drawcall，因为渲染顺序为 w1，w2，w3，w4。

而w1和w2公用一个altals，所以可以合并成一个drawcall，同理w3和w4可以合并成一个drawcall。

而如果它们的depth顺序为： w1 : 1，w2 ：3，w3 : 2，w4 : 4。

那么整个渲染需要4个drawcall，因为渲染顺序为 w1，w3，w2，w4。

因为w1和w3不是公用一个altals，所以只能分开渲染。同理w3和w2，w2和w4也只能分开渲染。

三、http://bbs.9ria.com/thread-282804-1-1.html

[GUI] 源码分析NGUI的DrawCall合并原理

楼主自学Unity不久，有纰漏的地方请大神指正。正文如下：

NGUI为了减少GPU状态切换的消耗（比如切换material），把相同material的widget合并，减少DrawCall的数量。下文描述了NGUI如何对widget归类，以及减少DrawCall需要注意的地方。

归类widget的代码在UIPanel中的FillAllDrawCalls()里，代码如下

1. void FillAllDrawCalls ()
2.         {
3.                 for (int i = 0; i < drawCalls.size; ++i)
4.                         UIDrawCall.Destroy(drawCalls.buffer[i]);
5.                 drawCalls.Clear();
7.                 Material mat = null;
8.                 Texture tex = null;
9.                 Shader sdr = null;
10.                 UIDrawCall dc = null;
12.                 if (mSortWidgets) SortWidgets();
14.                 for (int i = 0; i < widgets.size; ++i)
15.                 {
16.                         UIWidget w = widgets.buffer[i];
18.                         if (w.isVisible && w.hasVertices)
19.                         {
20.                                 Material mt = w.material;
21.                                 Texture tx = w.mainTexture;
22.                                 Shader sd = w.shader;
24.                                 if (mat != mt || tex != tx || sdr != sd)
25.                                 {
26.                                         if (mVerts.size != 0)
27.                                         {
28.                                                 SubmitDrawCall(dc);
29.                                                 dc = null;
30.                                         }
32.                                         mat = mt;
33.                                         tex = tx;
34.                                         sdr = sd;
35.                                 }
37.                                 if (mat != null || sdr != null || tex != null)
38.                                 {
39.                                         if (dc == null)
40.                                         {
41.                                                 dc = UIDrawCall.Create(this, mat, tex, sdr);
42.                                                 dc.depthStart = w.depth;
43.                                                 dc.depthEnd = dc.depthStart;
44.                                                 dc.panel = this;
45.                                         }
46.                                         else
47.                                         {
48.                                                 int rd = w.depth;
49.                                                 if (rd < dc.depthStart) dc.depthStart = rd;
50.                                                 if (rd > dc.depthEnd) dc.depthEnd = rd;
51.                                         }
53.                                         w.drawCall = dc;
55.                                         if (generateNormals) w.WriteToBuffers(mVerts, mUvs, mCols, mNorms, mTans);
56.                                         else w.WriteToBuffers(mVerts, mUvs, mCols, null, null);
57.                                 }
58.                         }
59.                         else w.drawCall = null;
60.                 }
61.                 if (mVerts.size != 0) SubmitDrawCall(dc);
62.         }

复制代码

算法描述如下

先把UIPanel中的Widget按depth从小到大排序，如果depth相同那按照material的ID来排序。然后遍历每个元素，把material相同的Widget归类到同一个drawCall。合并之后的结果如下图

最后生成了3个DrawCall，并按顺序提交GPU绘制。

为何要采用这个算法呢？因为NGUI的Material是透明材质，不会写入深度缓存（但是会进行深度测试，以保证与非透明物体的层次正确），我们可以看NGUI材质所使用的Unlit/Transparent Colored这个Shader，里面有一句ZWrite Off。所以widget的前后关系与z坐标是没有关系的，而是与DrawCall的绘制顺序有关。所以如果要按照上图的depth来显示widget，必然只能分成3个DrawCall，并且按顺序绘制。

其实合并drawCall的过程，正式游戏引擎“渲染队列”的职责：

  简要分析Ogre的渲染队列实现原理