关于Unity 2018的实体组件系统（通用名称ECS）二

关于Unity 2018的实体组件系统（通用名称ECS）二

 

将介绍如何在Unity上使用实体组件系统（通常称为ECS）。

这次的内容是Unity提供的ECS API的基本用法，一个小应用程序和并行化。

 

它不包括与Unity的GameObject / Component的合作，以及实际使用。

 

 

获取可以使用ECS的编辑器

Unity2018 和之后的版本都可以！

 

您可以从 https://github.com/Unity-Technologies/EntityComponentSystemSamples 下载官方的一个Demo。

 

之后，下载与您自己的操作系统匹配的编辑器并安装它。

 

 

创建一个可以使用ECS的项目

我将创建一个项目，但我无法使用ECS。

要启用ECS，需要两件事。

 

• 使使用 .NET 4.x
• 重写 manifest.json

正常启动Unity并打开 Edit> PlayerSettings> PlayerSettings。

之后，将Scripting Runtime Version脚本运行时版本更改为Stable (.net 4.x)。

 

 

接下来是重写manifest.json。

由于在项目的Root文件夹/ Packages中有一个名为manifest.json的文件，因此我们将按照https://github.com/Unity-Technologies/EntityComponentSystemSamples/blob/master/TwoStickShooter/Pure/Packages/manifest.json 与此处相同的方式重写内容。

 

准备工作完成。

 

最小的ECS项目

首先，尝试尽可能地构建最有意义的功能。

这次要组织的功能就是这样

• 统计每个帧

 

1、 没有使用 ECS的代码 ：

首先我会试着用MonoBehaviour来组织它。这是一个非常简单的代码。

编写完成后，您可以将Counter组件添加到适当的GameObject中。

using UnityEngine;

public class Counter : MonoBehaviour{ public int count;

void Update () { count++; }}

 

接下来，让我们对应于ECS。有三件事要做

它是什么？麻烦？ ECS就是这样

 

• CountData 计数的值
• CountSystem 实际计数
• ECSMain 实体

ComponentDatas.cs

using Unity.Entities;

 

// 实体

public struct CountData : IComponentData

{

public int count;

}

 

CountSystem.cs

using Unity.Entities;

 

public class CountSystem : ComponentSystem

{

// System所需的ComponentData列表

struct Group

{

public int Length;

public ComponentDataArray<CountData> countData;

}

 

[Inject] Group group; // 注入请求的ComponentData

 

// 调用每一帧

protected override void OnUpdate()

{

for(int i=0; i<group.Length; i++)

{

var countData = group.countData[i];

countData.count++;

group.countData[i] = countData;

}

}

}

ECSMain.cs

using UnityEngine;

using Unity.Entities;

 

public class ECSMain : MonoBehaviour

{

void Start ()

{

// 获取EntityManager

var entityManager = World.Active.GetOrCreateManager<EntityManager>();

 

// 定义实体的原型

var sampleArchetype = entityManager.CreateArchetype(typeof(CountData));

 

// 实际上基于原型生成实体

entityManager.CreateEntity(sampleArchetype);

}

}

 

 

 

 

之后，如果您将ECSMain附加到适当的对象并Play，则第一步完成。

在Play期间，打开Window > EntityDebugger，当它从Systems列表中找到CountSystem时，它会变白，并且如果实体存在 。

 

 

 

如果没有实体，那么您有可能在没有CountData的情况下创建实体，或者您没有首先创建实体。另外，如果您没有系统，则创建ComponentSystem的代码有问题。

 

 

 

一点评论

看以下内容。

对于每个角色的 ECS 是如下所示。

 

 

那么，首先ComponentData，这里重要的是struct（结构）并继承IComponentData。

将它用作ComponentData时，这两个都是必需的。

 

 

创建实体ECSMain是一种创建实体的翻译，但它从MonoBehaviour事件中调用它，等等。

 

正如你在注释中看到的那样，

 

• 获取EntityManager
• 创建实体原型
• 根据原型信息创建实体

这是一个流程。

 

似乎没有必要考虑ComponentData存储在原型中的顺序以及创建它的时机。只有内在的东西才是重要的。

 

 

 

最后一个关于CountSystem作为ComponentSystem。这是一个两部分组成。

 

• 组的定义
• 处理内容

首先是Group的定义和实际injection的代码。

 

ComponentDataArray包含（指向）请求组件的指针，而Length包含具有请求ComponentData的实体数目。

 

在 [Inject] 中，自动注入对请求组的引用。

 

 

 

 

 

下半部分代码... OnUpdate() 部分只需添加数字。请注意，组的内容是一个结构，因此您不能直接分配它。

 

 

增加系统的例子

接下来我会尝试增加系统。

 

如果计数器超出范围，则该过程的内容就像删除一样。

功能解释忽略了更多的效率。

 

 

ECS基本上由类似皮带输送机的流程任务组成，系统处理一些ComponentData并将其传递给下一个系统....

 

因此，“添加计数器并在计数器超出范围时移除计数器”

 

• 称为“实体包括计数器”的容器
• 向系统添加计数器
• 系统 检查计数器并丢弃它，如果它是无用的

 

 

 

为了实现这一点，我会再增加一些。

 

• Common ComponentData 获取范围
• 计数超出范围时删除实体的 系统
• CountSystem之间的依赖关系

 

代码在这里:

ComponentDatas.cs

using Unity.Entities;

 

// 実体

public struct CountData : IComponentData

{

public int count;

}

 

[System.Serializable]

public struct RangeData : ISharedComponentData

{

public int min, max;

}

ECSMain.cs

using UnityEngine;

using Unity.Entities;

using Unity.Collections;

 

public class ECSMain : MonoBehaviour

{

[SerializeField] RangeData range;

 

EntityArchetype sampleArchetype;

 

void Start()

{

var entityManager = World.Active.GetOrCreateManager<EntityManager>();

sampleArchetype = entityManager.CreateArchetype(typeof(CountData), typeof(RangeData));

}

 

private void Update()

{

if(Input.anyKey)

{

var entityManager = World.Active.GetOrCreateManager<EntityManager>();

var entity = entityManager.CreateEntity(sampleArchetype);

entityManager.SetSharedComponentData<RangeData>(entity, range);

}

}

}

RangeSystem.cs

using Unity.Entities;

using Unity.Collections;

using Unity.Jobs;

 

[UpdateAfter(typeof(CountSystem))]

public class RangeSystem : ComponentSystem

{

struct Group

{

public int Length;

public EntityArray entities;

[ReadOnly] public ComponentDataArray<CountData> countData;

[ReadOnly] public SharedComponentDataArray<RangeData> rangeData;

}

 

[Inject] Group group;

 

protected override void OnUpdate()

{

for (int i=0; i<group.Length; i++)

{

var range = group.rangeData[i];

var data = group.countData[i];

if ( data.count > range.max || data.count < range.min )

{

PostUpdateCommands.DestroyEntity(group.entities[i]);

}

}

}

}

 

解释一下代码：

 

首先，我们添加了RangeData，它是用于范围判断的ComponentData。

但是，由于该“范围信息”在大多数数据中具有相同的值，因此使用对多个实体公用的IShardComponentData。

还添加了Serializable属性，以便可以使用Inspector进行设置。

 

 

 

ECSMain添加了这个CountData。

 

(1) 首先，RangeData显示在Inspector上，以便编辑，(2) RangeData作为类型添加到原型中，(3) RangeData设置在创建的Entity中。

 

之后，我们通过按下按钮来改变实体的类型。

 

 

最后是系统。

虽然它是一个系统，当它超出范围时删除实体......当然，它有必要获得“范围”。因此，在(2) 中，RangeData包含在组中。

 

在③中，使用DestroyEntity删除实体。

 

这里值得注意的是Update ① 和 [ReadOnly] 。这两个用法大致相同，似乎如果[ReadOnly]存在，它将在使用[WriteOnly]等的系统之后被调用。同样，如果有UpdateAfter，它将在指定的系统之后被调用。

 

 

 

 

 

 

并行化

在这段时间结束时，尝试并行化ECS处理。目标是增加计数。

 

当处理负载相当长或者有很多对象时，并行化可能是一个好结果。

CountSystem.cs

using Unity.Entities;

using Unity.Jobs;

 

public class CountSystem : JobComponentSystem

{

AddCounterJob job;

 

protected override void OnCreateManager(int capacity)

{

base.OnCreateManager(capacity);

// 做一份工作

job = new AddCounterJob();

}

 

// 发布工作

protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDeps)

{

return job.Schedule(this, 64, inputDeps);

}

 

[ComputeJobOptimization] // Burst编译器的优化属性

struct AddCounterJob : IJobProcessComponentData<CountData> //请求ComponentData

{

public void Execute(ref CountData data)

{

data.count++;

}

}

}

 

下图是处理大约6000个实体的时间比较。由于它将并行和burst结合在一起，所以存在很大的差异。

 

 

 

但是，有很多地方不能使用并行，因为这种数据处理和行为在可用数据和行为方面受到限制。在某些情况下，如果您使用C# Job System，您可能可以做更多...