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UnityUI系统--GUI

news 2025/8/6 10:43:10

认识GUI

IMGUI 是 Unity 中一种独特、强大且历史悠久的 GUI 系统，它的“即时”性质使其在​​代码驱动​​、​​快速迭代​​和​​状态透明​​的场景中表现出色，尤其是在 ​​Unity 编辑器扩展开发​​中扮演着核心角色。然而，其每帧重绘的模型带来的性能开销和可视化/复杂布局能力的欠缺，使它​​不适合​​构建现代游戏中主流的、性能敏感的、设计精美的用户界面。对于游戏 UI，​​UGUI​​ 和更新推出的 ​​UI Toolkit​​ 是更合适的选择。理解 IMGUI 的核心概念对于扩展 Unity 编辑器和创建调试工具至关重要。​

IMGUI 与传统 GUI 系统（如 UGUI 的事件驱动模式）有本质区别：

  1. ​​无持久状态对象：​​ IMGUI 不像 UGUI 那样预先创建并维护 Button、Label、Slider 等持久的 UI 对象存在于场景中。UI 元素是“即时”绘制的。
  2. ​​函数驱动：​​ 你通过在 OnGUI() 方法（或类似的编辑器窗口 OnGUI 方法）中调用一系列 GUI 或 GUILayout 类的函数（如 GUI.Button(), GUILayout.Label(), GUI.Toggle()）来声明每一帧要显示的 UI。
  3. ​​响应即是返回值：​​ 这些函数不仅绘制控件，更重要的是它们​​直接返回用户的交互状态​​。例如：
    • bool clicked = GUI.Button(rect, "Click Me"); 在绘制按钮的同时，clicked 会在按钮被点击的那一帧返回 true。
    • string enteredText = GUI.TextField(rect, currentText); 在绘制输入框的同时，返回用户输入/更新后的文本。
  4. ​​基于每帧：​​ OnGUI() 方法在每一帧都会被调用（在渲染之前）。整个 UI 是在每一帧中从头开始“绘制”（或更准确地说，声明应该如何绘制）并处理交互的。这意味着 UI 逻辑需要高效。

​​核心特性与优缺点​​

  • ​​优点：​​
    • ​​简单快速原型：​​ 无需设置场景、预制体或编辑器拖拽，几行代码就能创建出调试按钮、滑块或文本字段。非常适合临时信息显示和快速测试。
    • ​​工具开发的黄金标准：​​ IMGUI 是 Unity 编辑器本身扩展（如自定义 Inspector 面板、Editor 窗口、Scene 视图工具）的​​官方首选 API​​。UnityEditor 命名空间下的 EditorGUI/EditorGUILayout 类都是基于 IMGUI 构建的扩展，提供了大量编辑器专用控件。
    • ​​无状态管理：​​ 因为 UI 是即时绘制的，控件不保存自己的状态（开/关，当前值等）。状态完全由​​你的代码​​管理（存储为 MonoBehaviour 的成员变量或 EditorWindow 的变量）。这简化了一些复杂逻辑，状态逻辑完全透明。
    • ​​深度集成：​​ 在编辑器扩展中，与 Unity 原生对象（如 SerializedObject/SerializedProperty）的集成非常紧密和直接。
    • ​​完全代码控制：​​ 对程序化生成高度动态或极其复杂的界面有独特优势（只要性能不是瓶颈）。
  • ​​缺点：​​
    • ​​性能：​​ 最大的缺点。每帧都要重新绘制和处理整个 UI 层次结构（即使没有变化），在 UI 复杂或游戏运行在较低性能设备（移动端）时，可能带来显著开销。​​绝对不适合游戏内复杂UI或移动端。​​
    • ​​难以构建复杂、动态 UI：​​ 创建具有复杂布局、动画、动态添加/移除元素的大型、可维护的用户界面非常笨拙和困难。UGUI/UI Toolkit 更擅长于此。
    • ​​缺乏可视化设计：​​ 所有 UI 元素的位置、大小、样式都通过代码定义（矩形 Rect），没有所见即所得（WYSIWYG）的编辑器。调整布局需要修改代码并重新运行。
    • ​​样式有限：​​ 内置控件的默认样式比较基础。虽然可以自定义外观（如使用自定义纹理 GUIStyle, GUISkin），但这需要额外代码工作，且不如 UGUI/UI Toolkit 的图形化样式设置直观。
    • ​​布局挑战：​​ 手动计算所有 Rect (Rect(x, y, width, height)) 来精确定位是繁琐且不灵活的。虽然 GUILayout 系列函数提供了一种基于“自动布局区域”的方式（类似于 HTML 的流式布局），节省了手动计算 Rect 的工作，但其布局控制仍然不如 UGUI 的 RectTransform 锚点系统和布局组件强大和直观。复杂的 GUILayout 嵌套也可能导致意外行为。

​​核心类和方法​​

  • ​​GUI 类：​​ 核心静态类。包含​​手动定位 (Rect)​​ 的基本控件函数。你需要精确指定每个控件的位置和大小。
    • GUI.Button(Rect position, string text/Texture): 绘制按钮，点击返回 true。
    • GUI.Label(Rect position, string text): 绘制只读文本标签。
    • GUI.Box(Rect position, string text/Texture): 绘制背景框。
    • GUI.TextField(Rect position, string text): 绘制单行文本输入框，返回输入文本。
    • GUI.Toggle(Rect position, bool value, string text/Texture): 绘制开关按钮，返回开关状态。
    • GUI.HorizontalSlider/Rect position, float value, float leftValue, float rightValue): 绘制水平滑动条，返回滑块值。
    • GUI.DrawTexture(Rect position, Texture2D texture): 在指定位置绘制纹理。
    • GUI.Window(int id, Rect clientRect, GUI.WindowFunction func, string title): 绘制一个可拖动的窗口。func 是一个委托方法，内部绘制该窗口的内容。
  • ​​GUILayout 类：​​ 基于 GUI 的静态类。提供​​自动布局​​版本的控件。你只需指定控件内容和一些选项（如宽度/高度约束），系统会​​自动计算位置和尺寸​​（从上到下，从左到右排列）。
    • GUILayout.Button(string text/Texture, params GUILayoutOption[] options)
    • GUILayout.Label(string text, params GUILayoutOption[] options)
    • GUILayout.Box(string text/Texture, params GUILayoutOption[] options)
    • GUILayout.TextField(string text, params GUILayoutOption[] options)
    • GUILayout.Toggle(bool value, string text/Texture, params GUILayoutOption[] options)
    • GUILayout.HorizontalSlider(float value, float leftValue, float rightValue, params GUILayoutOption[] options)
    • 布局控制函数：
      • GUILayout.BeginHorizontal() / GUILayout.EndHorizontal(): 开始/结束一个水平自动布局组。
      • GUILayout.BeginVertical() / GUILayout.EndVertical(): 开始/结束一个垂直自动布局组。
      • GUILayout.FlexibleSpace(): 插入一个可伸缩的空间，将控件推到一边。
      • GUILayout.Space(float pixels): 插入固定像素高度的空格。
      • GUILayoutOption: 如 GUILayout.Width(float), GUILayout.Height(float), GUILayout.MinWidth(float), GUILayout.ExpandWidth(bool) 等，用于在 GUILayout 控件中约束大小。
  • ​​GUIStyle:​​ 定义单个控件的外观（字体、对齐方式、颜色、边距、背景图等）。可以创建并应用于特定的 GUI/GUILayout 调用。
  • ​​GUISkin:​​ 包含一组预定义的 GUIStyle（如 button, label, textField 的默认样式）。可以一次性应用到整个 UI 层级。
  • ​​GUIUtility 和 GUIContent:​​ 提供实用工具（如获取鼠标在 GUI 坐标中的位置）和一种将文本、图像、工具提示封装在一起传递给控件的方式。

​​何时使用 IMGUI？​​

  1. ​​Unity 编辑器扩展开发 (Editor Scripting)：​​ 这是 ​​IMGUI 目前最主要且推荐的使用场景​​。自定义 Inspector、自定义 Editor 窗口、Scene 视图控件（Handle）、Game 视图工具栏扩展等都离不开它。
  2. ​​调试界面与运行时工具：​​
    • 快速在游戏视图顶部叠加调试信息（如 FPS、内存、内部状态变量）。
    • 临时添加控制面板（开关特效、调整参数、触发测试事件）。
    • 内置作弊控制台 (Cheat Console)。
  3. ​​游戏原型设计：​​ 在项目早期，快速搭建起简单的菜单或设置界面以测试核心玩法逻辑，而无需投入 UI 美术资源或搭建 UGUI 结构。
  4. ​​极其动态或程序化 UI：​​ 如果 UI 是高度动态生成且结构极其复杂（难以用 UGUI 预制体管理），完全由算法控制，且性能不是首要关注点（如 PC 上的工具软件）。

​​何时避免使用 IMGUI？​​

  1. ​​游戏内主要的、复杂的 UI：​​ 如主菜单、HUD、设置菜单、背包系统、对话系统等。请使用 ​​UGUI​​ 或 ​​UI Toolkit​​。
  2. ​​性能敏感场景：​​ 尤其是移动端游戏。
  3. ​​需要丰富动画和视觉效果的 UI。​​
  4. ​​需要可视化编辑器和所见即所得设计体验的项目。​​
  5. ​​需要大量布局控制且期望自动适配不同分辨率/屏幕比例的 UI。​

封装GUI中常见的组件，让GUI可以所见即所得

系统总结​​

这些脚本共同构建了一个​​自定义GUI框架​​：

  1. ​​基础结构​​：
    CustomGUIControl 提供抽象基类，CustomGUIPos 解决布局问题，CustomGUIRoot 实现统一绘制。
  2. ​​控件库​​：
    包含按钮、输入框、标签、滑动条、图片、开关等常用UI组件。
  3. ​​事件驱动​​：
    控件通过 UnityEvent 暴露交互事件（点击、文本变化、值变化等）。
  4. ​​扩展性​​：
    通过继承 CustomGUIControl 可快速创建新控件。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Unity.VisualScripting;
using UnityEditorInternal;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;public enum E_Aligent_Type
{Up,Down,Left, Right,Center,Left_Up,Right_Up,Left_Down,Right_Down,
}
[System.Serializable]
public class CustomGUIPos
{private Rect rPos = new Rect(0, 0, 100, 100);public E_Aligent_Type screen_Aligent_Type;public E_Aligent_Type control_Aligent_Type;//用户自行偏移位置public Vector2 pos;//屏幕的宽高public float Width=100;public float Height=50;private Vector2 centerPos;private void CalcCenterPos(){switch (control_Aligent_Type){case E_Aligent_Type.Up:centerPos .x=-Width /2;centerPos .y=0;break;case E_Aligent_Type.Down:centerPos .x=-Width /2;centerPos .y=Height;break;case E_Aligent_Type.Left:centerPos .x=0;centerPos .y=-Height /2;break;case E_Aligent_Type.Right:centerPos .x=-Width;centerPos .y=-Height/2;break;case E_Aligent_Type.Center:centerPos .x=-Width /2;centerPos .y=-Height/2 ;break;case E_Aligent_Type.Left_Up:centerPos .x=0;centerPos .y=0;break;case E_Aligent_Type.Right_Up:centerPos .x=-Width;centerPos .y=0;break;case E_Aligent_Type.Left_Down:centerPos .x=0;centerPos .y=-Height;break;case E_Aligent_Type.Right_Down:centerPos .x=-Width;centerPos .y=-Height;break;}}private void CalcControlPos(){switch (screen_Aligent_Type){case E_Aligent_Type.Up:rPos.x = Screen.width / 2 + centerPos.x + pos.x;rPos.y = centerPos.y + pos.y;break;case E_Aligent_Type.Down:rPos.x = Screen.width / 2 + centerPos.x + pos.x;rPos.y = Screen.height + centerPos.y - pos.y;break;case E_Aligent_Type.Left:rPos.x = centerPos.x + pos.x;rPos.y = Screen.height / 2 + centerPos.y + pos.y;break;case E_Aligent_Type.Right:rPos.x = Screen.width + centerPos.x - pos.x;rPos.y = Screen.height / 2 + centerPos.y + pos.y;break;case E_Aligent_Type.Center:rPos.x = Screen.width / 2 + centerPos.x + pos.x;rPos.y = Screen.height / 2 + centerPos.y + pos.y;break;case E_Aligent_Type.Left_Up:rPos.x = centerPos.x + pos.x;rPos.y = centerPos .y+pos.y;break;case E_Aligent_Type.Right_Up:rPos .x=Screen .width +centerPos .x - pos.x;rPos .y =centerPos .y+pos.y;break;case E_Aligent_Type.Left_Down:rPos .x = centerPos.x + pos.x;rPos .y =Screen .height + centerPos .y - pos.y;break;case E_Aligent_Type.Right_Down:rPos .x=Screen .width +centerPos .x - pos.x;rPos .y=Screen .height + centerPos .y - pos.y;break;}}public Rect Pos{get{CalcCenterPos();CalcControlPos();rPos.width = Width;rPos.height = Height;return rPos;}}}

CustomGUIPos.cs​​

  • ​​功能​​：​​屏幕位置计算工具​​。
  • ​​核心特性​​：
    • 通过 E_Aligent_Type 枚举定义控件在屏幕上的对齐方式（9种，如左上、居中）。
    • 动态计算控件矩形区域 (Rect)，考虑屏幕尺寸、控件尺寸、自定义偏移 (pos)。
    • 通过 Pos 属性返回最终位置（自动调用 CalcCenterPos() 和 CalcControlPos()）。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics.Contracts;
using UnityEngine;public enum E_Style_OnOff
{On,Off
}public abstract class CustomGUIControl : MonoBehaviour
{public CustomGUIPos guiPos;public GUIStyle guiStyle;public GUIContent guiContent;public E_Style_OnOff styleOnOff=E_Style_OnOff.Off;public void DrawGUI(){switch (styleOnOff){case E_Style_OnOff.On:StyleOnDraw();break;case E_Style_OnOff.Off:StyleOffDraw();break;default:break;}}protected abstract void StyleOnDraw();protected abstract void StyleOffDraw();
}

 CustomGUIControl.cs​​

  • ​​功能​​：自定义GUI控件的​​抽象基类​​。
  • ​​核心特性​​：
    • 管理控件位置 (guiPos)、样式 (guiStyle)、内容 (guiContent)。
    • 通过 E_Style_OnOff 枚举控制是否启用GUIStyle。
    • 提供 DrawGUI() 方法，根据样式开关调用 StyleOnDraw() 或 StyleOffDraw()（需子类实现）。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;[ExecuteAlways]
public class CustomGUIRoot : MonoBehaviour
{private CustomGUIControl []allControls;// Start is called before the first frame updatevoid Start(){allControls = this.GetComponentsInChildren<CustomGUIControl>();}private void OnGUI(){if(!Application .isPlaying){allControls = this.GetComponentsInChildren<CustomGUIControl>();}for (int i = 0; i < allControls .Length; i++){allControls[i].DrawGUI();}}
}

CustomGUIRoot.cs​​

  • ​​功能​​：​​GUI控件根节点管理器​​。
  • ​​核心特性​​：
    • 使用 [ExecuteAlways] 在编辑模式和运行时生效。
    • 自动收集子节点的 CustomGUIControl 组件。
    • 在 OnGUI() 中统一绘制所有子控件。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class CustomGUILabel : CustomGUIControl
{protected override void StyleOffDraw(){GUI.Label(guiPos.Pos, guiContent);}protected override void StyleOnDraw(){GUI.Label(guiPos.Pos, guiContent, guiStyle);}
}

CustomGUILabel.cs​​

  • ​​功能​​：​​自定义文本标签控件​​。
  • ​​核心特性​​：
    • 继承 CustomGUIControl，实现静态文本标签。
    • 支持带/不带样式的文本渲染（GUI.Label）。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Events;public class CustomGUIButton : CustomGUIControl
{public event UnityAction clickEvent;protected override void StyleOffDraw(){if(GUI .Button (guiPos .Pos ,guiContent )){clickEvent?.Invoke();}}protected override void StyleOnDraw(){if(GUI .Button (guiPos .Pos , guiContent,guiStyle )){clickEvent?.Invoke();}}
}

CustomGUIButton.cs​​

  • ​​功能​​：​​自定义按钮控件​​。
  • ​​核心特性​​：
    • 继承 CustomGUIControl，实现按钮的绘制逻辑。
    • 支持带/不带样式的渲染 (StyleOnDraw/StyleOffDraw)。
    • 提供点击事件 clickEvent（通过 UnityAction 触发）。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Events;public class CustomGUIToggle : CustomGUIControl
{public bool isSel;public event UnityAction<bool> isSelEvent;private bool isOldSel;protected override void StyleOffDraw(){isSel =GUI.Toggle(guiPos.Pos, isSel, guiContent);//只有在变化时 才告诉外部 执行函数 否则 没必要一直告诉别人同一个值if(isOldSel != isSel){isSelEvent?.Invoke(isSel);isOldSel = isSel;}}protected override void StyleOnDraw(){isSel = GUI.Toggle(guiPos.Pos, isSel, guiContent,guiStyle);if (isOldSel != isSel){isSelEvent?.Invoke(isSel);isOldSel = isSel;}}
}

CustomGUIToggle.cs​​

  • ​​功能​​：​​自定义开关/复选框控件​​。
  • ​​核心特性​​：
    • 继承 CustomGUIControl，实现开关逻辑。
    • 通过 isSel 存储状态，isSelEvent 事件通知状态变化。
    • 优化事件触发：仅在实际状态变化时调用事件。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Events;public class CustomGUIToggleGroup : MonoBehaviour
{public CustomGUIToggle[] customToggles;//用来记录判断的toggle上一次是不是trueprivate CustomGUIToggle frontToggle;// Start is called before the first frame updatevoid Start(){if (customToggles.Length == 0)return;//通过遍历为多个多选框添加监听事件函数//在函数中做处理//当一个为true是其他为falsefor (int i = 0; i < customToggles .Length; i++){CustomGUIToggle toggle = customToggles[i];toggle.isSelEvent += (value) =>{//当前传入的value是true时，需要将其他的改为falseif (value){//意味着其他的要改为falsefor (int j = 0; j < customToggles.Length; j++){//这里有闭包，toggle是上一个函数中声明的变量//改变了他的生命周期if(customToggles[j]!=toggle){customToggles[j].isSel = false;}}frontToggle = toggle;}//来判断 当前变成false的这个toggle是不是上一次是true//如果是的话，就不应该让他变成falseelse if(toggle== frontToggle){toggle.isSel = true;}};}}}

CustomGUIToggleGroup.cs​​

  • ​​功能​​：​​单选按钮组控制器​​。
  • ​​核心特性​​：
    • 管理多个 CustomGUIToggle，实现单选逻辑。
    • 通过事件订阅确保组内只有一个开关被选中。
    • 防误操作：阻止已选开关被取消（frontToggle 机制）。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Events;public class CustomGUIInput : CustomGUIControl 
{public event UnityAction<string> textChange;private string oldStr = "";protected override void StyleOffDraw(){guiContent .text = GUI.TextField(guiPos.Pos, guiContent.text);if(oldStr !=guiContent .text){textChange?.Invoke(oldStr);oldStr = guiContent.text;}}protected override void StyleOnDraw(){if (oldStr != guiContent.text){guiContent.text = GUI.TextField(guiPos.Pos, guiContent.text,guiStyle);textChange?.Invoke(oldStr);oldStr = guiContent.text;}}}

CustomGUIInput.cs​​

  • ​​功能​​：​​自定义输入框控件​​。
  • ​​核心特性​​：
    • 继承 CustomGUIControl，实现文本输入框逻辑。
    • 监听文本变化，通过 textChange 事件返回旧文本值。
    • 优化性能：仅在文本实际变化时触发事件。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Events;public enum E_Slider_Type
{Horizontal,Vertical,
}
public class CustomGUISlider : CustomGUIControl
{//最小值public float minValue;//最大值public float maxValue;//当前值public float nowValue;public GUIStyle thumbStyle;public E_Slider_Type slider_Type=E_Slider_Type.Horizontal;public event UnityAction<float> changeValue;private float oldValue;protected override void StyleOffDraw(){switch (slider_Type){case E_Slider_Type.Horizontal:nowValue = GUI.HorizontalSlider(guiPos.Pos, nowValue, minValue, maxValue);break;case E_Slider_Type.Vertical:nowValue = GUI.VerticalSlider(guiPos.Pos, nowValue, minValue, maxValue);break;}if(oldValue !=nowValue ){changeValue?.Invoke(oldValue);oldValue = nowValue;}}protected override void StyleOnDraw(){switch (slider_Type){case E_Slider_Type.Horizontal:nowValue = GUI.HorizontalSlider(guiPos.Pos, nowValue, minValue, maxValue,guiStyle ,thumbStyle );break;case E_Slider_Type.Vertical:nowValue = GUI.VerticalSlider(guiPos.Pos, nowValue, minValue, maxValue,guiStyle ,thumbStyle);break;}if (oldValue != nowValue){changeValue?.Invoke(oldValue);oldValue = nowValue;}}
}

CustomGUISlider.cs​​

  • ​​功能​​：​​自定义滑动条控件​​。
  • ​​核心特性​​：
    • 支持水平/垂直滑动条（E_Slider_Type）。
    • 可配置最小值/最大值/当前值 (minValue/maxValue/nowValue)。
    • 提供滑块样式 (thumbStyle) 和值变化事件 changeValue。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class CustomGUITexture : CustomGUIControl
{public ScaleMode scaleMode = ScaleMode.StretchToFill;protected override void StyleOffDraw(){GUI.DrawTexture (guiPos.Pos,guiContent .image ,scaleMode);}protected override void StyleOnDraw(){GUI.DrawTexture(guiPos.Pos, guiContent.image, scaleMode);}
}

CustomGUITexture.cs​​

  • ​​功能​​：​​自定义纹理显示控件​​。
  • ​​核心特性​​：
    • 继承 CustomGUIControl，实现纹理绘制。
    • 支持多种缩放模式 (ScaleMode)，如拉伸填充 (StretchToFill)。
http://www.dtcms.com/a/316459.html

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