Игровой движок Amethyst | 3.2 Концепции. Сущность и компонент

Игровой движок Amethyst | 3.2 Концепции. Сущность и компонент

Rust Lang Сообщество - Николай Калугин

Сущность (Entity) представляет один объект в вашем мире. Компонент (Component) представляет один аспект объекта. Например, бутылка воды имеет форму, объем, цвет и изготовлена ​​из материала (обычно из пластика). В этом примере бутылка - это сущность, а свойства - это компоненты.

Сущность и компонент в Amethyst

В дизайне наследования, сущность обычно содержит компоненты. Все данные и методы, связанные с сущностью, хранятся внутри. Однако в проекте ECS сущность является просто объектом общего назначения. На самом деле реализация Entity в Amethyst - это просто:

struct Entity(u32, Generation);

Где u32 - идентификатор объекта, а Generation используется для проверки была ли удалена сущность.

Entity хранятся в специальном контейнере EntitiesRes. Принимая во внимание, что данные, связанные с объектами, группируются в компоненты и хранятся в назначенных хранилищах.

Рассмотрим пример, где у вас есть три объекта: две бутылки и человек.

++==========++=======+=======+==========+=========+=========+
||  object  ||   x   |   y   |  shape   |  color  |  name   |
++==========++=======+=======+==========+=========+=========+
|| Bottle A || 150.0 | 202.1 | "round"  |  "red"  |         |
++----------++-------+-------+----------+---------+---------+
|| Bottle B || 570.0 | 122.0 | "square" | "white" |         |
++----------++-------+-------+----------+---------+---------+
|| Person C || 100.5 | 300.8 |          |         | "Peter" |
++==========++-------+-------+----------+---------+---------+

Мы можем разделить свойства бутылки на PositionComponent и BottleComponent, а свойства человека на PositionComponent и PersonComponent. Вот иллюстрация того, как будут храниться три объекта.

Как видно из графика, сущности не хранят данные. Они также не знают никакой информации о своих компонентах. Они служат для идентификации объекта и отслеживания существования объекта. Хранилище компонентов хранит все данные и их связь с сущностями.

Если вы знакомы с реляционными базами данных, эта организация выглядит очень похоже на таблицы в базе данных, где идентификатор сущности служит ключом в каждой таблице. На самом деле, вы даже можете объединять компоненты или сущности, также как объединяете таблицы. Например, чтобы обновить положение всех людей, вам нужно соединить PersonComponent и PositionComponent.

EntitiesRes

Хотя структура сущности довольно проста, манипуляции с сущностями очень сложны и имеют решающее значение для производительности игры. Вот почему сущности обрабатываются исключительно структурой EntitiesRes. EntitiesRes предоставляет два способа создания / удаления объектов:

  • Немедленное создание / удаление, используется для настройки игры или очистки.
  • Ленивое создание / удаление, используется в игровом состоянии. Он обновляет сущности в пакете в конце каждого игрового цикла. Это также называется атомарным созданием / удалением.

Вы увидите, как эти методы используются в следующих главах.

Объявление компонента

Чтобы объявить компонент, вы сначала объявляете соответствующие базовые данные:

/// Этот `Component` описывает форму `Entity`
enum Shape {
    Sphere { radius: f32 },
    Cuboid { height: f32, width: f32, depth: f32 },
}

/// Этот `Component` описывает преобразование `Entity`
pub struct Transform {
    /// Значение сдвиг + вращение
    iso: Isometry3<f32>,
    /// Вектор масштаба
    scale: Vector3<f32>,
}

А затем реализуете для них типаж Component:

use amethyst::ecs::{Component, DenseVecStorage, FlaggedStorage};

impl Component for Shape {
    type Storage = DenseVecStorage<Self>;
}

impl Component for Transform {
    type Storage = FlaggedStorage<Self, DenseVecStorage<Self>>;
}

Тип хранилища будет определять способ хранения компонента, но не инициализировать хранилище. Хранилище инициализируется при регистрации компонента в World или при использовании этого компонента в System.

Хранилища

Существует несколько стратегий хранения для различных сценариев использования. Наиболее часто используемые типы - DenseVecStorage, VecStorage и FlaggedStorage.

  • DenseVecStorage: Элементы хранятся в непрерывном векторе. Между компонентами не остается пустого пространства, что позволяет уменьшить использование памяти для больших компонентов.
  • VecStorage: Элементы хранятся в разреженном массиве. Идентификатор объекта совпадает с индексом компонента. Если ваш компонент небольшой (<= 16 байт) или поддерживается большинством объектов, это предпочтительнее, чем DenseVecStorage.
  • FlaggedStorage: Используется для отслеживания изменений компонента. Полезно для кэширования.

Для получения дополнительной информации см. specs::storage и раздел «Хранилища» книги specs.

Существует множество других хранилищ, и решение о том, какое из них лучше, не тривиально и должно быть сделано на основе тщательного бенчмаркинга. Общее правило: если ваш компонент используется более чем в 30% объектов, используйте VecStorage. Если вы не знаете, какой из них следует использовать, DenseVecStorage будет хорошим вариантом по умолчанию. Ему потребуется больше памяти, чем VecStorage для указателей размера компонентов, но он будет работать хорошо для большинства сценариев.

Теги

Компоненты также могут быть использованы для «маркировки» объектов. Обычный способ сделать это - создать пустую структуру и реализовать Component, используя NullStorage в качестве типа хранилища для него. Нулевое хранилище означает, что для хранения этих компонентов не потребуется пространство памяти.

Вы узнаете, как использовать эти компоненты тегов в главе «Система».


Статья была переведена для Rust Lang Сообщества. (Ссылка на оригинал)

Если вас интересуют подобные переводы руководств и книг, рекомендую обратить внимание на Telegram канал - @rust_lang_ru. На котором вы можете найти статьи, новости, юмор и другие материалы связанные с языком программирования Rust.

Там же, вы можете найти ссылки на несколько чатрумов, где вы можете задать свои вопросы и получить помощь, представить свои проекты или просто пообщаться с единомышленниками.

Также имеется YouTube канал.

Подписывайтесь!


Предыдущая глава | В начало | Следующая глава