方鹿的瞎玩日志∠( ᐛ 」∠)

关于 ECS (Entity Component System)#

这是我的博客中提到 ECS 的第一篇文章。我想我需要先对 ECS 进行一个快速概述。

关于 ECS 的概述可以在这里找到：https://github.com/SanderMertens/ecs-faq

我这里说一下我的理解：

• 实体（或者对象）由组件组合而成。比如Minecraft中的僵尸：Zombie = Entity + Mob + Hostile + Alive + Health + ... （实体 + 怪物 + 敌对 + 活着的东西 + 生命值）。
• 组件负责存储数据。在僵尸的例子中，Health组件可以存储僵尸的血量：struct Health { hp: f32 }
• 系统用于赋予世界上的东西逻辑。比如我们可以使用一个系统让僵尸移动。

需要注意的是：

• 组件只存储数据，不包含逻辑。
• 系统不能存储（游戏的）数据。

Bevy 中的系统#

Bevy 中的系统只是一些符合某些样式的 Rust 函数。比如让我们的僵尸在阳光下着火：

我这里假设僵尸拥有以下组件：Zombie, Mob。

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fn zombie_set_on_fire(mut cmd: Command, query: Query<(&Zombie, &Mob)>) {
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    for (zombie, mob) in &query {
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        // 做些什么
4
    }
5
}

系统的参数列表里面可以放很多东西。这篇文章我们只关心Command和Query。

查询（Query）#

Query表明一个「查询结果」。

它的类型列表可以放：

• 借用类型元组。比如刚刚的(Zombie, Mob)。此时它表示：我想要查询所有同时拥有Zombie和Mob组件的实体。
• 主组件，带有次要组件的「关键字」的列表。比如Query<&Mob, With<Zombie>>表示查询所有同时拥有Zombie和Mob组件的实体。

常见「关键字」：

• With<C>: 并且拥有C。
• Without<C>: 没有C。
• Or<A, B>: 拥有A或者B。

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fn some_system(mut cmd: Command, query: Query<(&Position, &Velocity)>) {
2
    for (position, velocity) in &query {
3
        // 此时position的类型是Position，velocity的类型是Velocity
4
        // 做点什么
5
    }
6
}

1
fn some_system(mut cmd: Command, query: Query<&Position, With<Velocity>>) {
2
    for position in &query {
3
        // 此时position的类型是Position，你没法获取Velocity组件的值。
4
        // 做点什么
5
    }
6
}

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#[derive(Component)]
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struct Position(f32, f32);
3

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#[derive(Component)]
5
struct Velocity(f32, f32);
6

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fn update_position(mut query: Query<(&mut Position, &Velocity)>) {
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    for (mut position, velocity) in &mut query {
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        position.0 += velocity.0;
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        position.1 += velocity.1;
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    }
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}

延迟更新#

使用立即更新值可能会造成一些混乱，因为系统的执行顺序可能并不是那么明显。或者你可能不太关心系统的执行顺序。

使用延迟更新可以把组件更新推迟到帧末。在帧末，Bevy 会用缓冲区的值覆盖世界里的数据。

延迟更新的实现方法是使用 Commands ：

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#[derive(Component)]
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struct Data(i32);
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fn setup(mut cmd: Commands) {
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    cmd.spawn(Data(3));
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}
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fn change(mut cmd: Commands, query: Query<(Entity, &Data)>) {
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    for (e, d) in &query {
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        let original_val = d.0;
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        println!("d changed from {} to {}", original_val, original_val + 1);
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        cmd.entity(e).insert(Data(original_val + 1));
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    }
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}
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fn read(_cmd: Commands, query: Query<&Data>) {
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    for d in query {
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        println!("Read value: {}", d.0);
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    }
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}
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fn main() {
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    let mut app = App::new();
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    app.add_systems(Startup, setup)
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        .add_systems(Update, read)
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        .add_systems(Update, change);
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    app.update();
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    println!("===============");
29
    app.update();
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}

输出：

1
d changed from 3 to 4
2
Read value: 3
3
===============
4
d changed from 4 to 5
5
Read value: 4

一些解释：

• 这里app.update();的作用是让Bevy运行一遍所有系统。因为我没有引入DefaultPlugins。使用app.run();会让所有系统只运行一遍，效果不是很明显。
• cmd.spawn(...)方法是延迟生效的。

关于Commands结构的其他用法请参见：https://docs.rs/bevy/0.17.3/bevy/ecs/prelude/struct.Commands.html