unity ECS简介

什么是Unity ECS

Unity ECS是Unity引擎中的一种高性能游戏开发架构,它采用了基于数据的设计思路,与传统的面向对象编程不同。它的目标是提高游戏的性能和可伸缩性。

Unity ECS通过实体(Entity)、组件(Component)和系统(System)这三个概念来描述游戏对象。实体是游戏对象的标识符,组件是游戏对象的属性,系统是对实体和组件的操作。

Unity ECS与传统的面向对象编程不同,主要体现在以下方面:

  • 面向数据:ECS是一种基于数据的编程模型,它着重于描述游戏对象的属性和行为,而不是游戏对象本身。这使得ECS能够更加高效地处理大量的游戏对象。

  • 任务并行:ECS使用任务并行技术,使得游戏的逻辑可以在多个CPU核心上并行执行,从而提高了游戏的性能。

  • 内存布局:ECS使用紧凑的内存布局,使得游戏对象的数据可以更快地被访问,从而提高了游戏的性能。

实体(Entity)

实体是Unity ECS中的基本概念,它是游戏对象的标识符。在Unity ECS中,实体通常只包含一个ID,用于标识游戏对象。实体本身并不包含任何数据,而是由组件来描述游戏对象的属性。

在代码中,可以通过以下方式创建实体:

Entity entity = entityManager.CreateEntity()

其中,entityManager是实体管理器,用于创建、管理和销毁实体。创建实体后,可以通过实体管理器给实体添加组件。

组件(Component)

组件是Unity ECS中描述游戏对象属性的基本单元,每个组件只描述一个属性。例如,一个游戏对象可能包含位置、旋转、缩放等多个属性,每个属性对应一个组件。组件通常包含一个结构体,用于描述属性。

在代码中,可以通过以下方式添加组件:

entityManager.AddComponentData(entity, new Position { Value = new float3(0, 0, 0) });

其中,entityManager是实体管理器,entity是要添加组件的实体,Position是组件类型,new Position { Value = new float3(0, 0, 0) }是组件的值。可以给实体添加多个组件,每个组件对应一个类型。

系统(System)

系统是Unity ECS中描述游戏对象行为的基本单元,每个系统只描述一个行为。系统负责对实体和组件进行操作,例如更新位置、

下面我会给出一个完整的Unity ECS代码示例,包括Entity、Component和System三个部分。

首先是Entity部分,我们需要创建一个Entity实体,并添加需要的组件。

using Unity.Entities;

public class CreateEntityExample : MonoBehaviour
{
    void Start()
    {
        EntityManager entityManager = World.DefaultGameObjectInjectionWorld.EntityManager;

        Entity entity = entityManager.CreateEntity();

        // 添加Position组件
        entityManager.AddComponentData(entity, new Position { Value = new float3(0, 0, 0) });

        // 添加MoveSpeed组件
        entityManager.AddComponentData(entity, new MoveSpeed { Value = 1.0f });
    }
}

在这个示例中,我们使用 EntityManager 类创建了一个实体,并添加了 PositionMoveSpeed 组件。Position 组件表示实体的位置,MoveSpeed 组件表示实体的移动速度。

接下来是Component部分,我们需要定义组件数据结构。

using Unity.Entities;

public struct Position : IComponentData
{
    public float3 Value;
}

public struct MoveSpeed : IComponentData
{
    public float Value;
}

在这个示例中,我们定义了 PositionMoveSpeed 两个组件,它们都继承自 IComponentData 接口,表示它们是纯数据类型的组件。

最后是System部分,我们需要创建一个系统,并在其中更新实体的位置。

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

public class MovementSystem : SystemBase
{
    protected override void OnUpdate()
    {
        float deltaTime = Time.DeltaTime;

        Entities.ForEach((ref Translation translation, in MoveSpeed moveSpeed) =>
        {
            float3 position = translation.Value;
            position.x += moveSpeed.Value * deltaTime;
            translation.Value = position;
        }).ScheduleParallel();
    }
}
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THE END
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