ECS Hello World

洪流学堂,让你快人几步。你好,我是跟着大智学Unity的萌新,我叫小新,最近在探索DOTS。

由于ECS概念过于复杂,还是看看如何Code吧, 咱们先来看下如何编写一个最简单的ECS代码。

ECS中的Hello World

这就又要从Hello World说起了。

首先需要把DOTS的环境搭好。本课程最开头讲了如何安装Entities包,如果还没安装好需要去复习一下。

DOTS开发101

这个Hello World需要做什么呢?咱们用ECS来控制一个Cube的旋转。

ECS咱们已经知道了分三个部分,咱们来看看这三个部分如何创建。

1、E:在场景中创建一个Cube

按照和之前一样的方法,在场景中创建一个Cube物体。

但这样并不是ECS中的Entity,可以使用一个脚本ConvertToEntity,将GameOjbect转换成Entity。

这个脚本有一个属性:ConversionMode

  • Convert And Destroy:将GameObject转换成Entities,并且销毁GameObject。
  • Convert And Inject GameObject:将GameObject转换成Entities,保留GameObject。

咱们在这选择Convert And Destroy

这样咱们就有了一个E,这时候如果你运行呢,你就会发现场景里有一个Cube,但是在Hierarchy中看不到这个Cube。

那如何查看这个Cube上面的信息呢?这时候需要使用Entity Debugger。打开方式是:Unity菜单栏Window > Analysis > Entitiy Debugger

2、C:创建Component

下面来创建Component,这个Component和原来MonoBehaviour继承的Component不是一个东西。

ECS中的Component需要使用一个结构体,实现IComponentData接口。如下代码:

[GenerateAuthoringComponent]
public struct RotationSpeed_ForEach : IComponentData
{
    // 旋转的速度
    public float RadiansPerSecond;
}

这个结构体中定义了一个float类型的数据,代表旋转速度。

那上面的那个[GenerateAuthoringComponent]是做什么的呢?
正常情况下,ECS中的Component并不能直接拖到物体上跟物体绑定。但是加了[GenerateAuthoringComponent]属性后,可以将这个Component拖到GameObject上,并在脚本ConvertToEntity转换时,自动将Component和转换出来的Entities绑定。

现在写好了就把这个RotationSpeed_ForEach组件添加到Cube上面吧。

3、S:用System控制Cube旋转

using Unity.Entities;
using Unity.Mathematics;
using Unity.Transforms;

// 这个系统会更新所有拥有RotationSpeed_ForEach和Rotation组件的实体
public class RotationSpeedSystem_ForEach : SystemBase
{
    // OnUpdate在主线程上执行
    protected override void OnUpdate()
    {
        float deltaTime = Time.DeltaTime;
        
        // 调度job来让cube进行旋转
        Entities
            .WithName("RotationSpeedSystem_ForEach")
            .ForEach((ref Rotation rotation, in RotationSpeed_ForEach rotationSpeed) =>
            {
                rotation.Value = math.mul(
                    math.normalize(rotation.Value), 
                    quaternion.AxisAngle(math.up(), rotationSpeed.RadiansPerSecond * deltaTime));
            })
            .ScheduleParallel();
    }
}

1、首先注意命名空间的引用,在ECS中并没有引用比如UnityEngine这种在Mono中常见的命名空间。

通常引用的命名空间就是这三个:

using Unity.Entities;
using Unity.Mathematics;
using Unity.Transforms;

2、实现一个class,继承SystemBase,然后重写父类SystemBase里的OnUpdate方法。

OnUpdate方法和Mono中的Update方法类似,都是每帧执行一次,然们可以在里面做更新的操作。

3、float deltaTime = Time.DeltaTime;这句代码用来获取当前帧的时间,但是要注意这里面的Time并不是UnityEngine.Time,而是父类中定义的的Time。一定不要用混了。

4、Entities.WithName仅仅是调试使用,调试信息或者Profiler中会显示这个名字,方便你找到对应的代码。

5、核心代码是Entities.ForEach中的代码,ForEach的参数是一个lambda匿名方法。其中ref的参数表示会写入,in的参数表示是只读的参数。注意这些参数的修饰一定要准确使用,这样Job才能正确的判断每种数据的用途。

ECS中有实体查询(entity query),可以根据传入的参数类型,找到所有同时拥有这些Component的实体。比如上面代码就会找到同时拥有Rotation和RotationSpeed_ForEach组件的所有实体。

6、lambda中的方法执行具体的内容。在这需要注意需要使用新的数学库Unity.Mathematics而不是原来的UnityEngine.Mathf。上面代码中是用原来的旋转,乘以需要旋转的四元数,得到旋转后的结果。

咱们场景中只有一个Cube,所以查询到的Entity就只有一个。如果有多个Entity都符合条件,那么这个System就可以同时处理这些Entity。

总结

好了,到这咱们的ECS Hello World就完成了,但是其中很多代码为什么这么写,以及背后的原理都没有讲清楚。后面咱们详细拆解一下每一部分代码,掌握ECS的核心。

扩展阅读

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呼~ 今天小新絮絮叨叨的真是够够的了。没讲清楚的地方欢迎评论,咱们一起探索。

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