NoiseFloor 发表于 2021-7-7 13:39

ECS框架

简介


ECS 全称EntityComponentSystem。在GDC2017的分享会上,暴雪的Tim Ford介绍了守望先锋游戏架构与网络同步的设计

[*]Entity
Entity是有一个数据的容器,代表游戏中某个对象,它应该只有数据,没有方法,你可以以组件的形式(IComponent)添加、替代、删除这些数据。

[*]Context
Context是一个工厂,用来创建和销毁Entity,可以使用它来过滤出所感兴趣的Entity

[*]Group
在Context中可以对Entity进行快速过滤,它能不断的更新以保持当前的组中的Entity是最新的。假设Context有上千个Entities,但只有两个Entities拥有PositionComponent,那只要向Context询问特定的组就能立刻获取到所有符合的entityGroup和Group所过滤到的entities会呗缓存下来,所以即使多次调用GetGroup方法,也是非常高效的内部也是通过Group的方式实现。Groups拥有以下的事件,onEntityAdded,onEntityRemoved和onEntityUpdated来直接响应Entity变化

[*]Matcher
通过代码生成器产生的通常用于从Context中获取感兴趣的Groups

[*]Collector
提供了一种简单的方法来处理Group中entity变化的反应

[*]Systems

[*]四种不同类型的Systems
IInitializeSystem 执行一次IExecuteSystem 每帧执行ICleanup在别的systems完成后,每帧执行ReactiveSystem 当Group有变化时执行


Entitas


Entitas是一个超快的实体组件系统框架(ECS),专门为c#和Unity。内部缓存和惊人的快速组件访问使它首屈一指。为了在垃圾收集环境中实现最佳工作,并减轻垃圾收集器的负担,已经做出了几个设计决策。Entitas附带了一个可选的代码生成器,它从根本上减少了您必须编写的代码量,并使您的代码读起来像写得很好的散文。
Entitas-python


Entitas的python实现

Snipaste_2021-07-07_09-40-42.png

Entity


实体,组件的集合

_components组件

on_component_added Event
Context._comp_added_or_removed

on_component_removed Event
Context._comp_added_or_removed

on_component_replaced Event
_comp_replaced

add
构建组件,并回调on_component_added

replace

[*]_replace
替换组件,回调on_component_replacedargs is None 删除组件,回调on_component_removed
add

remove
_replace(None)

Context


管理entities的数据结构。
_entities 缓存所有的entity_reusable_entities 可重用的entity_entity_index_groups_entity_indices
Matcher


查看entity的组件是否匹配
_all 必须有的组件_any 有其中的任意一个都可以_none不能出现的组件
Group


跟matcher匹配的所有的entity的集合
handle_entity 根据entity和component从entities添加或者删除entity
[*]update_entity 更新entity的组件
删除旧组件对应和的entity增加新组建更新entity组件
on_entity_added Eventon_entity_removed Eventon_entity_updated Event
Collector

_collected_entities 当entity增加component的时候,会更新到group,然后从group在更新到Collector,前提是Collector先activate_groups group的集合
[*]activate
遍历group
[*]更新group对应的事件

[*]group.on_entity_added
Collector._add_entity

[*]group.on_entity_removed
Collector._add_entity



[*]deactivate
遍历group
[*]取消group对Collector中的listener依赖
group.on_entity_addedgroup.on_entity_removed


ExecuteProcessor 对应system

创建的从自身的trigger中读取matcher,和group_event 然后从Context中找到对应的Group,然后把group和group_event添加进colletor
[*]activate
调用Collector的activate

[*]execute
遍历Collector的collected_entities

[*]deactivate
调用Collector的deactivate

用法

context = Context()processors = Processors()processors.add(StartGame(context))processors.add(InputProcessors(context))processors.add(RenderDisplay())processors.add(DestroyEntity(context))processors.initialize()processors.activate_reactive_processors()# main looprunning = Truewhile running:processors.execute()processors.cleanup()if EmitInput.quit:      breakprocessors.clear_reactive_processors()processors.tear_down()quit()
自定义一些Processor,然后添加到processors中
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