Question

我正在尝试构建一个基于组件的游戏引擎，但是我的效率肯定不足。该问题在碰撞检测中最明显，因为我将每个GameObject与另一个GameObject进行比较，以查看它们是否发生碰撞。这是碰撞检测功能：

void PhysicsSystem::update(float dt) {
std::vector<GameEngine::GameObject> moveObjects = manager->getAllObjectsWithComponent("move");
std::vector<GameEngine::GameObject> physicsObjects = manager->getAllObjectsWithComponent("physics");

for (int i = 0; i < moveObjects.size(); i++) {
    MoveComponent* mComponent = static_cast<MoveComponent*>(manager->getComponentByType("move", moveObjects[i]));
    PhysicsComponent* pComponent = static_cast<PhysicsComponent*>(manager->getComponentByType("physics", moveObjects[i]));
    RenderComponent* rComponent = static_cast<RenderComponent*>(manager->getComponentByType("render", moveObjects[i]));

    if (pComponent == nullptr || mComponent == nullptr || rComponent == nullptr) {
        continue;
    }

    if (!pComponent->isSolid()) {
        continue;
    }

    glm::vec4 coords1 = rComponent->getRenderCoords();


    for (int j = 0; j < physicsObjects.size(); j++) {
        PhysicsComponent* pComponent2 = static_cast<PhysicsComponent*>(manager->getComponentByType("physics", physicsObjects[j]));
        RenderComponent* rComponent2 = static_cast<RenderComponent*>(manager->getComponentByType("render", physicsObjects[j]));
        if (pComponent2 == nullptr || rComponent2 == nullptr) {
            continue;
        }

        if (!pComponent2->isSolid()) {
            continue;
        }


        glm::vec4 coords2 = rComponent2->getRenderCoords();



        int dist = sqrt(pow((coords1.x - coords2.x), 2) + pow((coords1.y - coords2.y), 2));
        if (dist > pComponent->getCollisionRadius()) {
            continue;
        }

        if (GameEngine::Physics::checkCollision(coords1, coords2)) {
            pComponent->addCollision(coords2);
        }
    }
}

我尝试使用碰撞半径通过忽略与当前GameObject距离不近的GameObject来提高效率，但这似乎无济于事，真正引起问题的代码行是

PhysicsComponent* pComponent2 = static_cast<PhysicsComponent*>(manager->getComponentByType("physics", physicsObjects[j]));
RenderComponent* rComponent2 = static_cast<RenderComponent*>(manager->getComponentByType("render", physicsObjects[j]));

这些在我的GameObjectManager类中调用一个函数。这是该函数的代码：

Component* GameObjectManager::getComponentByType(std::string type, GameObject object) {
    std::unordered_map<std::string, std::unordered_map<GLuint, Component*>>::iterator it = componentsByType.find(type);
    if (it == componentsByType.end()) {
        return nullptr;
    }
    std::unordered_map<GLuint, Component*>::iterator it2 = it->second.find(object.getGameObjectID());
    if (it2 == it->second.end()) {
        return nullptr;
    }

    return it2->second;
}

如果我删掉这两行，游戏速度将大大提高。我做错了什么吗？我以为在unordered_map中找到对象是恒定时间的操作，因此我不确定如何提高速度。有没有更有效的方式来处理我的组件？任何帮助将不胜感激，谢谢！

Answer 1

在许多地方，我看到一些小的改进，尽管其中一些可能会带来相对较大的改进。您正在制作大量不需要的潜在大数据副本。

moveObjects和physicsObjects是向量，并且是原始数据的副本。这些是否需要复制，或者它们可以const &是游戏管理器中存储的向量？
您有pComponent，mComponent和rComponent的几张支票。如果任何检查失败，则继续下一个对象。获取这些值之一，检查其是否为nullptr，然后获取下一个。首先进行pComponent，然后再检查其是否牢固。
使用j和pComponent2的{{1}}循环执行相同的操作。
检查距离时，请勿计算平方根。比较距离的平方。
通过rComponent2将object参数传递到getComponentByType，这样就不会复制它。您只访问它的一个字段。
使用基于范围的循环。如果不可能，请考虑将向量的大小存储在变量中，而不是在每次循环迭代时都调用const &。编译器可以优化冗余调用，但是唯一可以确定的方法是检查生成的优化代码。

Answer 2

您在内部循环中查询组件moveObjects.size()次，这意味着很多多余的工作。

您应在主循环之前放置一个预处理循环，以收集组件：

for (int j = 0; j < physicsObjects.size(); j++) {
    PhysicsComponent* pComponent2 = static_cast<PhysicsComponent*>(manager->getComponentByType("physics", physicsObjects[j]));
    RenderComponent* rComponent2 = static_cast<RenderComponent*>(manager->getComponentByType("render", physicsObjects[j]));
    if (pComponent2 == nullptr || rComponent2 == nullptr) {
        continue;
    }

    if (!pComponent2->isSolid()) {
        continue;
    }

    // add pComponent2 and rComponent2 into an array here
}

然后，在内部循环中，使用收集的数据，而不是从管理器中查询它。

请注意，如果您有很多对象，则可能希望将它们放入某些空间分区数据结构（八叉树/ Kd-树/ BSP-树）中，以避免运行O(n^2)。

提高基于组件的游戏引擎的效率

2 个答案: