c++ - ECS框架如何更新组件数据并通知系统？

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:只是一个连接其组件的 ID。
• 组件:一个存储纯数据的结构，根本没有方法(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:向订阅者发送事件(系统)

但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，我有一个像这样的 TransformComponent:

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

显然，如果可渲染实体的 TransformComponent 的任何成员发生变化，渲染系统也应该在渲染下一帧之前更新着色器统一“worldMatrix”。 那么如果我在系统中执行“comp->m_Position = ...”，RenderSystem 应该如何“注意到”TransformComponent 的变化？我提出了 3 个解决方案:

1. 更新成员后发送一个UpdateEvent，并在相关System中处理该事件。这很难看，因为一旦系统修改组件数据，它必须发送这样的事件:

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

2. 将成员设为私有(private)，并为每个组件类编写具有 set/get 方法的相关系统(将事件发送包装在 set 方法中)。这样会带来很多繁琐的代码。

3. 不要改变任何东西，但添加“可移动”组件。 RenderSystem 将在 Update() 方法中迭代地对具有“可移动”组件的可渲染实体进行更新。这可能无法解决其他类似问题，我不确定性能。

我想不出一个优雅的方法来解决这个问题。我应该改变我的设计吗？

Answer 1

我认为在这种情况下，最简单的方法将是最好的:您可以只在读取/写入它的组件中保留一个指向 Transform 组件的指针。

我不认为使用事件(或其他间接方式，如观察者)可以解决这里的任何实际问题。

1. Transform 组件非常简单 - 它不会在开发过程中更改。抽象访问它实际上会使代码更复杂，更难维护。

2. Transform 是一个组件，它会针对许多对象频繁更改，甚至可能您的大多数对象都会在每一帧更新它。每次发生变化时发送事件都会产生成本 - 可能比简单地将矩阵/vector/四元数从一个位置复制到另一个位置要高得多。

3. 我认为使用事件或其他一些抽象不会解决其他问题，例如多个组件更新同一个 Transform 组件，或者组件使用过时的转换数据。

4. 通常，渲染器只是在每一帧复制渲染对象的所有矩阵。将它们缓存在渲染系统中毫无意义。

像Transform 这样的组件经常被使用。使它们过于复杂可能会在引擎的许多不同部分出现问题，而使用最简单的解决方案(指针)会给您更大的自由度。

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顺便说一句，还有一种非常简单的方法可以确保 RenderComponent 在更新后 读取变换(例如通过 PhysicsComponent)-您可以将工作分为两个步骤:

1. Update()，系统可以在其中修改组件，以及

2. PostUpdate() 其中系统只能从组件中读取数据

例如，PhysicsSystem::Update() 可能会将转换数据复制到相应的 TransformComponent 组件，然后 RenderSystem::PostUpdate() 可以只需从 TransformComponent 读取，没有使用过时数据的风险。