Unity ECS學習筆記（一）
阿新 • • 發佈：2018-12-28
ECS架構概述
ECS術語
實體Entity：像容器一樣
元件資料Component Data：要儲存在實體中的資料（不包括處理）
元件系統ComponentSystem：處理
組Group：元件系統執行所需的ComponentData列表
Unity官版ECS主要特徵如下：
- 資料和行為分離
- 在通常的Unity開發中，我們會將Monobehavior元件掛載到一個Gameobjec上，而ECS中，則將設計為將組建附加到Entity上
- 使用一個池子（pool）來存放所有的Entity
- 可以給Entity設定分組（group）
- 通過matcher來獲取指定的Entity
ECS與Unity的GameObject /Component相比，有一個稍微接近的地方。如果完全粗略地說明，則它與以下專案匹配。
Entity＝GameObject
ComponentData =Component的欄位
ComponentSystem =Component的Update方法
Group = 無
環境
需要環境如下：
- Unity 2018及以上，理論上2017的最後幾個版本也可以，主要是要支援.net 4.6
- 安裝ECS包
步驟
- 下載最新版Unity，建議官方下載
- 開Unity，新建一個專案：
- 進入Unity後，設定.net版本：依次點選File - BuildSetting - PlayerSetting - Other Setting - Scripting Runtime Version 設定為.NET 4.x Equivalent，會提示重啟，點Restart重啟Unity即可。
- 開啟專案目錄（即建立專案的資料夾），找到Packages目錄，並找到裡面的manifest.json檔案
- 開啟manifest.json檔案，並將以下內容複製進去，並儲存：
{ "dependencies": { "com.unity.entities": "0.0.12-preview.5" }, "registry": "https://packages.unity.com", "testables": [ "com.unity.collections", "com.unity.entities", "com.unity.jobs" ] }
- 在此進入Unity的環境時，會進行下載ECS包和匯入，匯入完成後，我們會發現頂部選單欄多了Jobs項，
- 選單欄開啟Window - Packages Manager 也可以看到Entities已經安裝：
- 例一：
- 接著我們來寫個讓cube旋轉的測試樣例：
- 新建一個Rotator.cs指令碼
程式碼如下：
using UnityEngine;
public class Rotator : MonoBehaviour {
public int speed;
}- 沒錯，這個指令碼繼承自monobehavior，但是，他就只有一個欄位，即，只有資料
- 再新建一個類，叫RotateSystem.cs，這個類我們讓它繼承ECS
using Unity.Entities;
public class RotateSystem : ComponentSystem
{
}- ComponentSystem來自Unity.Entities名稱空間，所以，在開頭需要進行引用。
- 建立一個結構體，作為容器來儲存資料：
struct Components
{
public Rotator rotator;
public Transform transform;
}- Rotator就是上面建立的資料類，同時這裡還存了一個transform，因為我們需要使用transform的例項方法
- 因為繼承了ComponnetSystem，所以這個類還需要實現基類的一個OnUpdate方法：
protected override void OnUpdate()
{
}- 這個方法同monobehavior一樣，也是每幀呼叫。
- 在這個方法中，我們遍歷下場景的所有Entity，使用GetEntities介面進行遍歷即可
foreach (var item in GetEntities<Components>())
{
}- 然後就是對遍歷出來的子項做一些行為操作：
foreach (var item in GetEntities<Components>())
{
item.transform.Rotate(0f, item.rotator.speed * Time.deltaTime, 0f);
}- 到這裡，程式碼算是告一段落了，我們需要在Unity中進行一些操作設定
- 在Unity介面下的Hierrarchy視窗下右鍵建立一個Cube，然後掛載Rotator.cs指令碼
var deltaTime = Time.deltaTime;
foreach (var item in GetEntities<Components>())
{
item.transform.Rotate(0f, item.rotator.speed * deltaTime , 0f);
}
- 再給cube新增一個GameObjectEntity指令碼（ECS系統內建指令碼，不需要你自己寫）
- 現在點選執行，並給cube身上的rotator指令碼設定speed的值，cube就可以轉起來了。
- 你可以多複製幾十或者幾百個測試下效率。
- 當然，上面那個遍歷指令碼還可以優化一下，就是將Time.delaTime快取一下，而不是放到迴圈裡去，
- 最後我們可以通過Windows->Debug->Entity Debugger來檢視下資訊
例二：
建立一個Cube作為Player，點選Add Component新增GameObjectEntity指令碼，然後編寫InputComponent指令碼，編寫程式碼並新增的Cube上。
程式碼就這麼簡單，ECS中Component是資料容器，僅包含與Entity相關的值欄位。
using UnityEngine;
public class InputComponent : MonoBehaviour {
public float Horizontal;
public float Vertical;
}接下來編寫移動的System，我們新建一個MovementSystem，用來做對移動行為的控制System
using Unity.Entities;
public class MovementSystem : ComponentSystem {
private struct Components
{
public Transform Transform;
public InputComponent InputComponent;
}
protected override void OnUpdate ()
{
var deltaTime = Time.deltaTime;
var speed = 10.0f;
//遍歷所有的所有包含結構體中元件的Entity
foreach(var e in GetEntities<Components>())
{
var vector = new Vector3(e.InputComponent.Horizontal, 0, e.InputComponent.Vertical);
e.Transform.Translate(vector * deltaTime * speed);
}
}
}然後是InputSystem，程式碼如下：
using Unity.Entities;
public class InputSystem : ComponentSystem
{
private struct Data
{
//結構體長度，即資料數量
public readonly int Length;
//獲取所有包含InputComponent的陣列
public ComponentArray<InputComponent> InputComponents;
}
//Unity會自動注入滿足此欄位的物件
[Inject] Data data;
protected override void OnUpdate()
{
var horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
var vertical = Input.GetAxis("Vertical");
for (int i = 0; i < data.Length; i++)
{
data.InputComponents[i].Horizontal = horizontal;
data.InputComponents[i].Vertical = vertical;
}
}
}我們可以通過Entity Debuger來檢視下資訊，可以看到InputComponent下成功找到Entity 0這個物件了，說明我們的注入是成功的。
按下上下左右按鍵，我們的方塊成功移動起來了，可以看到使用ECS，我們Entity物件上僅僅只有包含資料的Component，而我們無需關心其他System是如何運作的，每個System只關心自己本身的實現就行了。