Unity官方Dots范例工程学习——Entities101-HelloCube(一)

原创已于 2025-09-23 15:46:42 修改 · 1k 阅读

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#unity #学习 #游戏引擎 #DOTS #ECS #HelloCube

于 2025-09-23 05:00:00 首次发布

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大家好，我是阿赵。继续学习Unity官方的DOTS例子工程。
之前介绍了Entities101工程的组成部分，接下来先看看由基础小例子构成的HelloCube：
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由于HelloCube里面的例子太多，所以会分开几篇来介绍。

1、 MainThread

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这是一个很简单的例子，运行之后，有一个有盒子组装在一起的模型在场景里面旋转。
通过这个小例子，我们先来认识一下Entity实体在使用上的一些最基础的东西。

1. SubScene

首先要知道的是，我们一般的GameObject，是实例化在Scene场景里面的，但如果需要使用ECS，那么Entity实体并不是存在于我们平常用的Scene里面，而是需要建立一个SubScene子场景来存放的。
打开MainThread的场景，会发现里面还有一个场景叫做HelloCube_MainThreadSubscene：
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这个子场景是通过场景左上角的加号创建的：
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在创建子场景的时候，会叫我们指定名字，然后就会保存成一个场景文件，并且会嵌入到主场景里面：
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这里有一个需要注意的地方，我们在子场景里面可以摆放东西，然后在子场景的右边有一个可以打钩的地方：
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如果把勾勾上，那么在没运行的时候，我们就可以在主场景看到子场景里面的内容：
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但在运行中，如果这个勾选勾上了，那么主场景里面只会看到没运行前的子场景内容，子场景实际运行中的实体我们会看不到：
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如果我们不勾选这个地方：
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会看到在没运行的时候，在Hierarchy是看不到子场景的内容的。在Scene场景虽然可以选中子场景的内容，但却看不到它的属性：
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会提示这个实体只会在runtime时存在。
但在运行的过程中，我们可以从Scene视图里面选中实际运行中的实体，并且查看它们的属性
在这里插入图片描述

2. Bake实体

由于ECS里面运行的不再是像GameObject这样的对象，而是Entity实体，那么我们需要有一个从对象转换到实体的过程。
上面介绍了子场景，但在子场景里面的还是传统的对象：
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所以我们需要想办法做转换。这里需要注意一点，在低版本Unity里面，比如Unity2019之类，转换的方法和现在的版本比如Unity2022或者Unity6完全不一样了。旧版本的ConvertToEntity组件在新版本已经不存在了，Convert方法也替换成了Bake方法。
具体的转换过程是这样的：

1. 确定需要转换的组件或者数据

首先，在正常的对象上面，也有很多默认的组件：
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如果你看不到，需要安装Entities Graphics：
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这些组件都是可以使用的。如果觉得这些组件不够用，那么可以自定义组件数据，比如MainThread这个例子是需要方块自己旋转的，所以需要有一个旋转速度，于是需要指定了这个旋转速度的数据结构：

    public struct RotationSpeed : IComponentData
    {
        public float RadiansPerSecond;
	}

这离注意两点：
(1) 这是struct结构体，不是class
(2) 继承IComponentData，证明它是一个组件数据结构

2. 写Bake方法

所谓的Bake方法，是指把原来的MonoBehaviour类Bake成组件结构，这个例子里面就是要最终生成RotationSpeed 这个继承了IComponentData的结构。
所以我们先要有一个MonoVehaviour脚本，在这个例子里面，就是RotationSpeedAuthoring。这里有一个Unity官方建议的命名习惯，如果是用于Bake成ComponentData的MonoBehaviour脚本，都是用Authoring结尾，这样比较容易分辨。
这个RotationSpeedAuthoring脚本里面只有一个公共的参数，就是DegreesPerSecond，这代表了旋转的时候需要多少度每秒。
接下来通过一个Bake类和Bake方法来把RotationSpeedAuthoring转换成RotationSpeed结构。

class Baker : Baker<RotationSpeedAuthoring>
{
    public override void Bake(RotationSpeedAuthoring authoring)
    {
        // The entity will be moved
        var entity = GetEntity(TransformUsageFlags.Dynamic);
        AddComponent(entity, new RotationSpeed
        {
            RadiansPerSecond = math.radians(authoring.DegreesPerSecond)
        });
    }
}

从class Baker : Baker可以看到，这个Baker对应转换的类是指定了RotationSpeedAuthoring，然后下面重写Bake方法，输入的参数是RotationSpeedAuthoring authoring，然后下面是通过GetEntity(TransformUsageFlags.Dynamic)方法拿到一个实体，然后通过AddComponent方法，新建一个RotationSpeed结构体，给RadiansPerSecond 参数赋值，并且赋予给刚刚得到的实体。
到这一步为止，创建实体的Bake方法就做完了。当RotationSpeedAuthoring脚本挂在GameObject对象上面，并且运行的时候，在SubScene里面，这个GameObject对象就会变成实体，并且把RotationSpeed结构体挂到这个实体身上了。

3. System

通过上面的步骤，我们已经有了运行实体的SubScene场景，也有了可以运行的Entity实体，接下来就是需要写个System脚本去控制Entity了。
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在这个例子里面，就是这个RotationSystem了。
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首先看看这个脚本的特点：

public partial struct RotationSystem : ISystem

(1) 这同样是一个Struct，而不是Class
(2) 使用了partial修饰符
(3) 继承ISystem
然后看到ISystem下面有波浪线，看看提示：
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这里说明了一个问题，ISystem这个接口实际上是需要实现3个方法的：
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而例子里面的RotationSystem少实现了OnDestroy方法。

那么这个System脚本是需要怎样生效的呢？
如果是传统的MonoBehaviour脚本，是需要在场景里面找一个GameObject挂上去，然后就会走MonoBehaviour的声明周期来运行了。
但使用ECS，是没有挂MonoBehaviour的说法的。它控制实体的方式是针对不同的组件写System控制。
然后这个具体是怎样的情况才会执行呢？
(1) 原则上，只要这个System的脚本存在，这个System的OnCreate就会执行。
(2) 然后，System的OnUpdate原则上也是存在就会执行，不过像这个例子里面，在OnCreate里面写了Update的执行条件：

public void OnCreate(ref SystemState state)
        {
            state.RequireForUpdate<ExecuteMainThread>();
        }

这里规定了需要ExecuteMainThread组件才会执行该System的Update。而ExecuteMainThread是一个什么东西呢？
看一下子场景里面的Execute对象：
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上面挂载了一个ExecuteAuthoring的Monobehaviour脚本，然后勾选了MainThread，再打开这个脚本看看：
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其实是一个很简单的脚本，上面有这么多个勾选，在Bake的时候，只要你勾选了某个选项，下面就使用AddComponent添加对应的组件而已。比如上面说的ExecuteMainThread
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添加这个组件其实是没有功能性的，只是为了区分当前System是否需要运行的一个依据。这也是ECS比较常见的一种System开关手段。
(3) 再看看在这个System的OnUpdate方法

public void OnUpdate(ref SystemState state)
{
    float deltaTime = SystemAPI.Time.DeltaTime;

    // Loop over every entity having a LocalTransform component and RotationSpeed component.
    // In each iteration, transform is assigned a read-write reference to the LocalTransform,
    // and speed is assigned a read-only reference to the RotationSpeed component.
    foreach (var (transform, speed) in
             SystemAPI.Query<RefRW<LocalTransform>, RefRO<RotationSpeed>>())
    {
        // ValueRW and ValueRO both return a ref to the actual component value.
        // The difference is that ValueRW does a safety check for read-write access while
        // ValueRO does a safety check for read-only access.
        transform.ValueRW = transform.ValueRO.RotateY(
            speed.ValueRO.RadiansPerSecond * deltaTime);
    }
}

值得注意的地方是：

foreach (var (transform, speed) in
                     SystemAPI.Query<RefRW<LocalTransform>, RefRO<RotationSpeed>>())

这个写法是ECS使用组件的典型写法，它只针对场景上所有实体身上的某些组件，比如这里关注了2个组件，一个是自带的LocalTransform，另外一个是我们自己定义的RotationSpeed组件。
当子场景里面的实体身上有这些指定的组件时，逻辑才会执行，如果没有这些组件，就不处理了。
针对这个例子，我们看到的是，当找到一个实体身上同时有LocalTransform和RotationSpeed组建时，则通过Transforms的RotateY方法，使用RotationSpeed的RadiansPerSecond给当前的实体进行旋转操作。
所以运行的时候，会看到盒子在自转。
最后注意一下，在设置值和读取值的时候，出现了transform.ValueRW和transform.ValueRO。那么ValueRW和ValueRO有什么区别呢？
ValueRW和ValueRO都是这个组件值的引用，区别在于ValueRW是可读写的，而ValueRO是只读的。
(4) 如果在项目里面写了System，由不想它自动启动，可以通过DisableAutoCreation来禁止它自动执行，比如可以这样写：
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