Question

我正在使用ECS框架开发自己的游戏引擎。这是我使用的ECS框架：

实体：只是一个用于连接其组件的ID。
Component：一种存储纯数据的结构，根本没有任何方法（因此，我可以编写.xsd来描述组件并自动生成C ++结构代码）。
系统：处理游戏逻辑。
EventDispacher：向订阅者（系统）分发事件

但是我对系统应该如何更新组件成员并通知其他系统感到困惑。例如，我有一个这样的TransformComponent：

struct TransformComponent
{
    Vec3 m_Position;
    Float m_fScale;
    Quaternion m_Quaternion;
};

很明显，如果更改了可渲染实体的TransformComponent的任何成员，则RenderSystem还应在渲染下一帧之前更新着色器统一的“ worldMatrix”。因此，如果我在系统中执行“ comp-> m_Position = ...”，那么RenderSystem应该如何“通知” TransformComponent的更改？我想出了3种解决方案：

在更新成员后发送UpdateEvent，并在相关的System中处理该事件。这很丑陋，因为一旦系统修改了组件数据，它就必须发送这样的事件：

{
    ...;
    TransformComponent* comp = componentManager.GetComponent<TransformComponent>(entityId);
    comp->m_Position = ...;
    comp->m_Quaternion = ...;
    eventDispatcher.Send<TransformUpdateEvent>(...);
    ...;
}

使成员成为私有成员，并为每个组件类编写一个具有set / get方法（在set方法中包装事件发送）的相关系统。这将带来很多繁琐的代码。
不要更改任何内容，而是添加“可移动”组件。 RenderSystem将使用Update（）方法中的“可移动”组件迭代地进行可渲染实体的更新。这可能无法解决其他类似问题，并且我不确定性能。

我无法提出一种解决此问题的优雅方法。我应该更改设计吗？

Answer 1

我认为在这种情况下，最简单的方法将是最好的方法：您可以在读取/写入它的组件中保留指向Transform组件的指针。

我认为使用事件（或其他间接方式，例如观察者）不能解决这里的任何实际问题。

Transform组件非常简单-在开发过程中不会更改。对它的抽象访问实际上将使代码更加复杂且难以维护。
Transform是一个组件，很多对象都会经常更改它，甚至大多数对象都会在每一帧对其进行更新。每次发生变化时发送事件都会产生成本-可能比将矩阵/向量/四元数从一个位置复制到另一个位置要高得多。
我认为使用事件或其他某种抽象方法无法解决其他问题，例如多个组件更新同一个Transform组件，或者使用过时的转换数据的组件。
通常，渲染器仅在每一帧复制所有渲染对象的矩阵。将它们缓存在渲染系统中没有任何意义。

经常使用诸如Transform之类的组件。在引擎的许多不同部分中，使它们变得过于复杂可能是一个问题，而使用最简单的解决方案（指针）将为您提供更大的自由度。

顺便说一句，还有一种非常简单的方法来确保RenderComponent在转换完成后（例如PhysicsComponent将读取转换）-您可以将工作分为两部分步骤：

Update()，系统可以在其中修改组件，并且
PostUpdate()，其中系统只能从组件读取数据

例如，PhysicsSystem::Update()可以将转换数据复制到各个TransformComponent组件，然后RenderSystem::PostUpdate()可以从TransformComponent读取，而不会使用过时的数据。

Answer 2

我认为这里有很多事情要考虑。我将分几部分，首先讨论您的意见。

关于您的解决方案1.考虑，您可以对布尔值执行相同的操作，或者分配一个用作标签的空组件。很多时候，在ECS中使用事件会使系统架构复杂化。至少，我倾向于避免这种情况，特别是在较小的项目中。请记住，充当标签的组件基本上可以认为是一个事件。
您的解决方案2遵循我们在1中讨论的内容。但是它揭示了有关此一般方法的问题。如果要在多个系统中更新TransformComponent，则直到最后一个系统对其进行更新之前，您都无法知道TransformComponent是否真的发生了更改，因为一个系统可以将其向一个方向移动，而另一个系统可以将其向后移动，让它移动就像你开始时一样。您可以通过在一个系统中仅更新一次TransformComponent来解决此问题。
这看起来像您的解决方案3.但也许反过来。您可能要在多个系统中更新MovableComponent，然后在ECS管道中只有一个系统，读取MovableComponent并写入TransformComponent。在这种情况下，仅允许一个系统在TransformComponents上进行写入非常重要。那时，如果有一个布尔值指示是否已移动它，就可以完美地完成工作。

直到这里，我们已经将性能（因为在TransformComponent不变的情况下避免在RenderSystem上进行某些处理）与内存进行了交换（因为我们正在以某种方式复制TransformComponent的内容。

另一种无需添加事件，布尔值或组件的相同方法是在RenderSystem中进行所有操作。基本上，在每个RenderComponent中，您都可以保留上一次更新时TransformComponent的副本（或哈希），然后进行比较。如果不一样，请渲染它并更新您的副本。

// In your RenderSystem...

if (renderComponent.lastTransformUpdate == transformComponent) {
    continue;
}
renderComponent.lastTransformUpdate = transformComponent;
render(renderComponent);

最后一个是我的首选解决方案。但这还取决于系统的特性和您的关注点。与往常一样，不要盲目地优化性能。首先测量，然后比较。

如何在ECS框架中更新组件数据并通知系统？

2 个答案: