關於Unity 2018的實體組件系統（ECS）二

孫廣東  2018.5.20

 

關於Unity 2018的實體組件系統（通用名稱ECS）二

 

將介紹如何在Unity上使用實體組件系統（一般稱爲ECS）。

此次的內容是Unity提供的ECS API的基本用法，一個小應用程序和並行化。

 

它不包括與Unity的GameObject / Component的合做，以及實際使用。

 

 

獲取可使用ECS的編輯器

Unity2018 和以後的版本均可以！

 

您能夠從 https://github.com/Unity-Technologies/EntityComponentSystemSamples 下載官方的一個Demo。

 

以後，下載與您本身的操做系統匹配的編輯器並安裝它。

 

 

建立一個可使用ECS的項目

我將建立一個項目，但我沒法使用ECS。

要啓用ECS，須要兩件事。

 

• 使使用 .NET 4.x
• 重寫 manifest.json

正常啓動Unity並打開 Edit> PlayerSettings> PlayerSettings。

以後，將Scripting Runtime Version腳本運行時版本更改成Stable (.net 4.x)。

 

 

接下來是重寫manifest.json。

因爲在項目的Root文件夾/ Packages中有一個名爲manifest.json的文件，所以咱們將按照https://github.com/Unity-Technologies/EntityComponentSystemSamples/blob/master/TwoStickShooter/Pure/Packages/manifest.json 與此處相同的方式重寫內容。

 

準備工做完成。

 

最小的ECS項目

首先，嘗試儘量地構建最有意義的功能。

此次要組織的功能就是這樣

• 統計每一個幀

 

一、 沒有使用 ECS的代碼 ：

首先我會試着用MonoBehaviour來組織它。這是一個很是簡單的代碼。

編寫完成後，您能夠將Counter組件添加到適當的GameObject中。

using UnityEngine; public class Counter : MonoBehaviour{ public int count; void Update () { count++; }}

 

接下來，讓咱們對應於ECS。有三件事要作

它是什麼？麻煩？ ECS就是這樣

 

• CountData 計數的值
• CountSystem 實際計數
• ECSMain 實體

ComponentDatas.cs

using Unity.Entities;   // 實體 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; // 注入請求的ComponentData   // 調用每一幀 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 () { // 獲取EntityManager var entityManager = World.Active.GetOrCreateManager<EntityManager>();   // 定義實體的原型 var sampleArchetype = entityManager.CreateArchetype(typeof(CountData));   // 實際上基於原型生成實體 entityManager.CreateEntity(sampleArchetype); } }

 

 

 

 

以後，若是您將ECSMain附加到適當的對象並Play，則第一步完成。

在Play期間，打開Window > EntityDebugger，當它從Systems列表中找到CountSystem時，它會變白，而且若是實體存在 。

 

 

 

若是沒有實體，那麼您有可能在沒有CountData的狀況下建立實體，或者您沒有首先建立實體。另外，若是您沒有系統，則建立ComponentSystem的代碼有問題。

 

 

 

一點評論

看如下內容。

對於每一個角色的 ECS 是以下所示。

 

 

那麼，首先ComponentData，這裏重要的是struct（結構）並繼承IComponentData。

將它用做ComponentData時，這兩個都是必需的。

 

 

建立實體ECSMain是一種建立實體的翻譯，但它從MonoBehaviour事件中調用它，等等。

 

正如你在註釋中看到的那樣，

 

• 獲取EntityManager
• 建立實體原型
• 根據原型信息建立實體

這是一個流程。

 

彷佛沒有必要考慮ComponentData存儲在原型中的順序以及建立它的時機。只有內在的東西纔是重要的。

 

 

 

最後一個關於CountSystem做爲ComponentSystem。這是一個兩部分組成。

 

• 組的定義
• 處理內容

首先是Group的定義和實際injection的代碼。

 

ComponentDataArray包含（指向）請求組件的指針，而Length包含具備請求ComponentData的實體數目。

 

在 [Inject] 中，自動注入對請求組的引用。

 

 

 

 

 

下半部分代碼... OnUpdate() 部分只需添加數字。請注意，組的內容是一個結構，所以您不能直接分配它。

 

 

增長系統的例子

接下來我會嘗試增長系統。

 

若是計數器超出範圍，則該過程的內容就像刪除同樣。

功能解釋忽略了更多的效率。

 

 

ECS基本上由相似皮帶輸送機的流程任務組成，系統處理一些ComponentData並將其傳遞給下一個系統....

 

所以，「添加計數器並在計數器超出範圍時移除計數器」

 

• 稱爲「實體包括計數器」的容器
• 向系統添加計數器
• 系統 檢查計數器並丟棄它，若是它是無用的

 

 

 

爲了實現這一點，我會再增長一些。

 

• Common ComponentData 獲取範圍
• 計數超出範圍時刪除實體的 系統
• CountSystem之間的依賴關係

 

代碼在這裏:

ComponentDatas.cs

using Unity.Entities;   // 実體 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]); } } } }

 

解釋一下代碼：

 

首先，咱們添加了RangeData，它是用於範圍判斷的ComponentData。

可是，因爲該「範圍信息」在大多數數據中具備相同的值，所以使用對多個實體公用的IShardComponentData。

還添加了Serializable屬性，以即可以使用Inspector進行設置。

 

 

 

ECSMain添加了這個CountData。

 

(1) 首先，RangeData顯示在Inspector上，以便編輯，(2) RangeData做爲類型添加到原型中，(3) RangeData設置在建立的Entity中。

 

以後，咱們經過按下按鈕來改變實體的類型。

 

 

最後是系統。

雖然它是一個系統，當它超出範圍時刪除實體......固然，它有必要得到「範圍」。所以，在(2) 中，RangeData包含在組中。

 

在③中，使用DestroyEntity刪除實體。

 

這裏值得注意的是Update ① 和 [ReadOnly] 。這兩個用法大體相同，彷佛若是[ReadOnly]存在，它將在使用[WriteOnly]等的系統以後被調用。一樣，若是有UpdateAfter，它將在指定的系統以後被調用。

 

 

 

 

 

 

並行化

在這段時間結束時，嘗試並行化ECS處理。目標是增長計數。

 

當處理負載至關長或者有不少對象時，並行化多是一個好結果。

CountSystem.cs

using Unity.Entities; using Unity.Jobs;   public class CountSystem : JobComponentSystem { AddCounterJob job;   protected override void OnCreateManager(int capacity) { base.OnCreateManager(capacity); // 作一份工做 job = new AddCounterJob(); }   // 發佈工做 protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDeps) { return job.Schedule(this, 64, inputDeps); }   [ComputeJobOptimization] // Burst編譯器的優化屬性 struct AddCounterJob : IJobProcessComponentData<CountData> //請求ComponentData { public void Execute(ref CountData data) { data.count++; } } }

 

下圖是處理大約6000個實體的時間比較。因爲它將並行和burst結合在一塊兒，因此存在很大的差別。

 

 

 

可是，有不少地方不能使用並行，由於這種數據處理和行爲在可用數據和行爲方面受到限制。在某些狀況下，若是您使用C# Job System，您可能能夠作更多...