ecs框架

ECS即Entity-Component-System,实体-组件系统的意思,是一套游戏层的架构,是基于属性的游戏架构.出现很早,随着《守望先锋》架构设计与网络同步 – GDC2017 而进入大众视野,unity2018版本直接内置了ecs,同时新起来的开源游戏引擎CLEngine也内置了ecs。google开源的https://github.com/sschmid/Entitas-CSharp/wiki也是一套ecs框架

基本思想

Entity 代表一个独立的个体。
Component 一个个体某方面的数据,以及它与游戏世界的交互方法。
System 持续地对Entity上与System对应的Component进行处理,每个System都有独立的更新
  • Entity : 无数据无逻辑,单纯是一个实例,拥有若干Component

  • Component:只有数据没有逻辑,可以被Entity动态添加和移除

  • System:只有逻辑,只关心Component不关心Entity

  • World:缓存所有Entity与Component,并对System进行轮询,负责整个系统的运转

ECS系统与传统OOP的区别

在OOP系统中,对象的状态是封装到个体中的,对象会提供一些手段来间接操作这些状态(

这样的系统其实并没有什么问题,但从游戏开发的角度来讲,当你把一切都封装好并良构之后,游戏设计师突然表示他需要一项和之前完全不一样的功能,而一般灾难都是从这里开始的。

我们现在知道ECS系统的特征是将状态(由Component提供)与行为(由System系统)进行分离,而Component之间是独立的,我们完全可以通过单独添加新的Component和System来添加新的功能而不修改任何代码,而这也是设计模式中策略模式的思想。

实例

Entity
// AddComponent的功能是在world中创建Component并且添加到该Entity的Component集合中。
public Entity bullet = new Entity(_entityID);
bullet.AddComponent(new TransformComponent());
bullet.AddComponent(new MoveComponent());
Component
class TransformComponent
{
    Vector3 position;
    Vector3 rotation;
}
class MoveComponent
{
    Vector3 speed;
}
System
class MoveSystem
{
    public void Update(float time)
    {
        foreach(var movecomponent in movecomponents)
        {
            // 查找该Entity是否拥有TransformComponent
            var transformcomponent = movecomponent.sibling(TransformComponent())
            if(transformcomponent != null)
                transformcomponent.position += movecomponent.speed * time;
        }
    }
}
  • ECS 模型的结构是非常简洁明晰的,而且由于Component 中只有状态没有逻辑,可以很大的提高 Component 的复用度,以及同类 Component 在内存中是连续分布的,可以很大的提高缓存命中率(关于这点还在想该如何设计数据结构才能达到目的)
  • 对于System需要使用的(整个 world 中唯一的)状态,遵循 System 中无状态的原则,使用 SingletonComponent 的方式去实现(参考 OW ECS 架构中的 SingletonComponent 部分)
  • 将共享的 System 函数分解成 Utility ,减少调用,整合调用点
  • 延迟执行(Deferment)的使用,即先缓存需要执行的状态,在更好的时间点集中调用(这点有很广泛的应用价值)

例子2

假设我们有一个绘制函数,这个绘制函数就是一个System,它去会遍历所有带有physical和visible组件的entity,然后利用提供的信息来绘制。

visible组件内包含有“entity看起来应该是什么样”的信息,而physical组件提供绘制的位置。

再以碰撞检测为例子。System会遍历所有拥有物理Component的entity,然后对碰撞进行检测并在需要的时候产生对应的事件。

为Unity设计的ECS系统(Entitas)

在Unity传统编程中,我们利用MonoBehavior来编写游戏

核心思想:将数据和行为分开。

  • 在Unity中,我们将MonoBehavior组件放到GameObject中。但Entity系统中不同,Component被设计为附加到Entity上。
  • 使用一个pool来包含所有Entity。通过pool我们可以看到所有的entity。
  • 我们可以对entity进行分组,分组叫做group。之后我们可以通过指定的规则来区分不同的group,
  • 这个规则叫做matcher,通过matcher可以方便地快速获得指定类型的entity。

cocos使用ecs

https://www.cnblogs.com/FuTaimeng/p/5572190.html

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