1. UI子系统

1.1 UI组件

UIElement是与用户交互的组件。它的成员children_指向一组子组件，parent_指向它的父组件，这样就可以将UIElement实例组成一棵树。

UI就是这棵树的容器，它的成员rootElement_是树的根。

UIElement的成员position_和size_分别指出它的位置和大小。

UIElment()有两组虚拟函数。

一是从UIElement收集用于OpenGL绘制行为的参数，就是UIElement()::GetBatches()。
二是设备输入的处理，包括UIElement::OnKey()、UIElement::OnDragBegine()、UIElement::OnDragEnd()等。

UIElement的派生类必须实现第一组，根据功能的需要实现第二组。比如Sprite只是显示图片，无须实现第二组，Button是响应用户按键，需要实现第二组。

在UI的构造函数中注册所有的UI组件，这样以后可以通过Context::CreateObject创建它们。

调用一组RegisterObject()注册从UIElement派生的所有UI组件。
调用SubscribeToEvent()，向Context订阅UI需要的各种事件。

1.2 创建UI组件

以Urho3D的例子HelloWorld为例。

在HelloWorld::Start()中，

创建显示在屏幕右下角的Urho3D的Logo图像，这是一个Sprite组件。将它加入UI Element树。调用ResourceCache::GetResorce<Texture2D>加载texture，作为Sprite的图像。
创建一行文字”Hello World from Urho3D!”，这是一个Text组件。调用ResourceCache::GetResource<Font>加载font，作为Text的字体。最后将它加入UI Element树。

1.3 从UI组件收集绘制数据

UIBatch保存绘制数据。它的成员vertexData_保存顶点数据。调用UIElement的虚拟函数GetBatches()得到它的数据，以便后面绘制。

UI的成员rootElement_是UIElement树的根。

UI::GetBatches()遍历所有的UIElement收集数据，包括顶点数据、texture等。收集的数据保存在UI的成员batches_中，这是一个UIBatch实例的数组。UIBatch的成员vertexData_实际上引用UI::vertexData_，所以顶点数据就累积在UI::vertexData_中。

这里Sprite::GetBatches()为例。

用来自Sprite的数据（texture）创建UIBatch实例。
调用UIBatch::AddQuad()向UI::vertexData_中添加新的顶点数据，AddQuad()的参数是UIElement的位置和大小。

在UI::RenderUpdate()中调用UI::GetBatches()，进而调用Sprite::GetBatches()。

1.4 绘制UI组件

前面说过，收集到的顶点数据保存在UI::vertexData_中。UI以这些数据作为参数，调用Graphics的函数进行绘制。

UI::Render()负责绘制。有两层UI::Render()。

顶层UI::Render()的工作是：

调用SetVertexData()。这里调用VertexBuffer::SetSize()和VertexBuffer::SetData()，用成员vertexData_设置成员vertexBuffer_。
使用成员vertexBuffer_，及包括texture的成员batches_，调用下一层UI::Render()。

下层UI::Render()负责绘制。

调用Graphics::SetVertexBuffer()，用传递进来的vertexBuffer_参数设置Graphics的成员vertexBuffers_。vertexBuffers_是个VertexBuffer数组，而传进来的vertexBuffer_只有一个vertexBuffer实例，所以vertexBuffers_设置成只有一个元素的数组。

接下来遍历batches，调用Graphics::Draw() 进行绘制。对每一个UIBatch实例做如下工作。

调用Graphics::GetShader()查询ShaderVariation。如果还没有对应的实例，则创建它。
调用Graphics::SetShaders()。根据vertex shader和pixel shader的ShaderVariation的组合，查询ShaderProgram。如果对应的ShaderProgram还没有创建，则创建它。
调用Graphics::SetShaderParameter()设置绘制的参数，如模型变换矩阵和投影变换矩阵等。
调用Graphics::SetTexture()绑定texture。
调用Graphics::Draw()绘制。

Graphics::Draw()的工作如下：

调用PrepareDraw()。遍历vertexbuffers_中的所有vertexBuffer_（这里实际上只有1个元素），并遍历vertexBufer_中的所有VertexElement。VertexElement保存了每种类型数据的大小和在VertexBuffer中的偏移。根据它们把VertexBuffer中的数据分别绑定到相应的vertex attribute上去。
- 调用glEnabeVertexAttribArray()使能顶点数组模式，这里需要指定相应vertex attribute的位置。位置保存在ShaderProgram的成员vertexAttributes_中。
- 调用SetVBO()，后者调用glBindBuffer()绑定VertexBuffer。
- 调用glVertexAttribPointer()指定该类型的数据在VertexBuffer的位置。
最后调用glDrawArrays()绘制图元。

1.5 UI组件与输入设备交互

1.5.1 Input子系统与SDL库

Input子系统依赖第三方库SDL，从设备抓取输入事件，转换成Input自己定义的事件并送出。其他子系统，如UI，接收Input事件。

Urho3在循环中调用Engine::RunFrame()，后者调用Engine::Render()进行渲染。

在每次调用Render()之前调用Time::BeginFrame()，后者发送E_BEGIN_BEGINFRAME事件，Input在Input::HandleBeginFrame()中处理该事件，调用Input::Update()。

Input::Update()在循环中调用SDL_PollEvent()得到所有SDL事件，调用HandleSDLEvent()处理。根据不同的SDL事件，发送相应的Input自己定义的事件。

1.5.2 UI子系统处理Input事件

这里以E_MOUSEBUTTONDOWN事件的处理为例。

在UI::HandleMouseButtonDown()中，

调用GetCursorAndVisible()得到光标的当前位置，和可见性。
调用ProcessClickBegin()。
- 调用GetElementAt()，根据光标位置找到对应的UIElement实例。如果该位置上有对应的UIElement实例，
- 调用SetFocusElement()将它设置为焦点组件。
- 调用UIElement::BeginToFront()将它放到布局最前的位置。
- 调用UIElement::OnClickBegin()，这样UIElement的派生类可以定制自己的行为，比如CheckBox这时会改变自己的选中状态。
- 发送E_UIMOUSECLICK事件，参数是这个UIElement实例，和鼠标按键信息。这样Urho3D库的使用者，就能处理该事件。