数字组件

版本：UE 5.1

前言

为什么要有这篇文档？

在项目开发中，我们常常需要生成一些数字标牌，可能是静态的也有可能要始终面朝摄像机。通常我们会在actor上面挂载一个控件或者使用文本渲染actor，但是这样比较繁琐也会消耗大量性能，这个组件就提供了一种方法去完善这样的问题，本文提供了两种方案，它们的具体思路相同，只是依靠的底层渲染有差异【ISM和Niagara】，可以看我下面的详细介绍

一、整体架构设计

本插件将“数字展示”拆解为三层逻辑，简单来说就是：

蓝图负责传参和调用，材质负责拿到单个字符贴图，Niagara/ISM负责渲染。

二、各方案核心组件与关键变量

Niagara_Mesh:


组件名称	类型	职责描述
`BP_NiagaraMesh`	Actor	Niagara数字载体。内部调用`Add Nums_Mesh` 函数生成数字。注：最初尝试Sprite（精灵）渲染器，因不支持三轴旋转，最终定为Mesh（网格体）渲染器。
`S_Mesh`	结构体（Struct）	数据传输结构体，用于打包传入Niagara的数字数组。


变量名（面板显示）	变量名（底层）	功能说明
字体（Text）	Material Instance	通过更换材质实例或字符集贴图切换字体。
位置（Location）	Position	控制数字在场景中的绝对位置。
字体颜色（Color）	Color	控制数字显示颜色。
背景颜色（BackGround）	Background Color	Niagara独有，支持为数字添加背景板。
尺寸（Size）	Scale	控制数字大小。
旋转（Rotation）	Rotation	支持三轴旋转（Pitch, Yaw, Roll）。

ISM:

ISM 生成函数（Add Numbers），平时使用只需要调用这个函数即可

所属：BP_ISMNum
传参说明：直接传入数字数据。
字体更换：仅支持在材质实例中替换字符集贴图（暂时不支持背景颜色，材质里面也能改，后续会完善）。


组件名称	类型	职责描述
BP_ISMNum	Actor	ISM数字载体,挂载ISM组件。内部调用`Add Nums`
`S_Mesh`	结构体（Struct）	数据传输结构体，用于打包传入Niagara的数字数组。


变量名（面板显示）	变量名（底层）	功能说明
字体（Text）	Material Instance	通过更换材质实例或字符集贴图切换字体。
位置（Location）	Position【5.1ueNiagara用位置数组，不用向量数组】	控制数字在场景中的绝对位置。
字体颜色（Color）	Color	控制数字显示颜色。
尺寸（Scale）	Scale【5.1ueNiagara用位置数组，不用向量数组】	控制数字大小。
旋转（Rotation）	Rotation	支持三轴旋转（Pitch, Yaw, Roll）。

三、函数具体介绍

这里以Niagara为例介绍，因为他们的实现逻辑都是一样的

Build Pack-字符打包

PackedAB——打包再次处理【这个仅Niagara方案的这个蓝图有】

因为这里传给Niagara的PackA(B)是数组，所以需要打包一下再传入【这里比ISM多一个这个函数】

Add Numbers——核心函数，主要是把数据的数组传给Niagara的用户参数，这些用户参数绑定了Niagara里面我创建的一个本地模块，这个本地模块会把传入的数组数组解析成单个的，然后传给粒子属性去渲染【这里ISM就不用传这些数组了，直接把数据给到ISM的属性节点（设置自定义数据值节点）去成实例化网格体即可】

补充：ISM里面使用了一个数学表达式去简化计算

四、性能基准与选型建议（核心）

基于 UE 5.4 环境下生成 50,000 个数字的压力测试数据如下（Niagara采用CPU模拟）：


性能指标	✅ 方案一：Niagara 网格体渲染器	❌ 方案二：ISM 实例化
总帧耗时	8.64 ms（≈116 FPS）	24.38 ms（≈41 FPS）
Game线程	7.91 ms	8.79 ms
渲染线程（Draw/Render）	5.68 ms（优秀）	24.04 ms（严重瓶颈）⚠️
GPU耗时	6.56 ms（优秀）	23.72 ms（过载）❌
Draw Call 数量	232	242
三角面数（Prims）	7,963（极低）	108,100（过高）❌
是否达到 60 FPS	✅ 是（远超标准）	❌ 否

选型建议：

数量 > 1W 的海量数字：强制使用 Niagara 网格体渲染器。其在渲染线程和GPU上的优化极佳，三角面数仅为ISM的十分之一。
少量数量数字：两者性能差距可忽略，ISM方案因逻辑简单、无需拖拽Niagara资产，可作为快速原型选择。
特殊需求：若需要**“始终面向摄像机”或“独立背景颜色”，Niagara方案为唯一解**（ISM目前均不支持，但是其实也可以修改，因为两套的实现逻辑是一样的）。
【提示】可以在 Niagara 里设置数字始终面向摄像机，就去相关的Niagara细节面板里面，找到朝向模式进行调整

五、标准使用流程

路径一：Niagara 方案（高性能、可视化效果强）

将 BP_NiagaraMesh 拖入场景。
在细节面板调整好字体、颜色、大小、旋转等默认参数。
（关键步骤） 点击细节面板中的 【自动生成】 按钮，系统即根据预设参数生成数字粒子。

路径二：ISM 方案（轻量级、快速展示）

将 BP_ISMNum 拖入场景。
设置好细节面板中结构体里里面的参数

六、调试与常见问题

Q：生成的数字不显示或显示为乱码？
A：检查传入的字符是否在当前字符集（0~9，"."，"%"等）范围内，并确认材质实例中的字符集贴图排列顺序与代码映射逻辑一致。
Q：Niagara 生成的数字无法实现三轴旋转？
A：请确认使用的是 网格体渲染器（Mesh Renderer） 而非精灵渲染器（Sprite Renderer）。本来我最初是用的的精灵渲染器，但是因为精灵渲染器不支持三轴旋转，所以换成了网格体渲染器，本来我是做的5.4版本的，后来改到5.1去做发现Niagara里面网格体渲染器的粒子index和5.4版本的不一样，以及5.1版本中Niagara最好不要使用向量数组（似乎有bug）而改用位置数组
Q：如何在Niagara中让数字始终面向摄像机？
A：选中Niagara组件，在细节面板中找到 “朝向模式（Facing Mode）”，将其设置为“面向摄像机（Face Camera）”即可。
具体见下图

补充：新写了一个编辑器工具测试两个方案大量生成数字的性能

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