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如灰尘保佑的礼物

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Unity DOTS Rendering

ECS的渲染步骤:

  • 数据
    • 位置
    • 模型信息
      • Mesh
      • Material
  • 调用渲染API / Hybrid Render

Hybrid Render是Unity提供的DOTS渲染包,提供基于ECS的渲染System,封装了Culling和渲染API调用。

通过LocalToWorld和RenderMesh两个Components,Hybrid Render就可以把物体渲染到屏幕上。

示例代码

// Entity初始化,包含两个渲染Components LocalToWorld和RenderMesh
Entity cube = defaultWorld.EntityManager.CreateEntity(
    ComponentType.ReadOnly<LocalToWorld>(),
    ComponentTYpe.ReadOnly<RenderMesh>()
);
// 设置位置信息
defaultWorld.EntityManager.SetComponentData(cube, new LocalToWorld{
    Value = new float4x4(
        rotation: quaternion.identity, translation: new float3(0, 0, 0)
        )
});
// 设置模型信息
defaultWorld.EntityManager.SetSharedComponentData(cube, new RenderMesh{
    mesh = myMesh,
    material = myMaterial
});

ComponentData vs SharedComponentData

ComponentData是每个对象自己的数据,使用非托管堆Chunk内存布局,实现IComponentData,数据类型为Struct和指类型,不能引用托管对象。但是也支持Managed IComponentData,是class类型,不能使用Burst和Job

SharedComponentData是相同Chunk的Entity共同关联的数据,由Chunk之外的SharedComponentManager进行管理,可以使用引用类型。用于数据共享,最主要的内容是对Entity进行Chunk分组。分组的好处,可以降低Set Pass call,优化GPU Instancing

Draw API

  • DrawMesh
  • DrawMeshInstanced 移动平台大部分兼容
  • DrawMeshInstancedIndirect 功能完善
  • BatchRendererGroup 2019新增,通用渲染类,兼容ECS,Bultin和SRP,是渲染API的高层封装,Hybrid Render使用该API进行渲染。可使用自己的Culling方法,例如用Job加速culling。

GameObject转为ECS

在GameObject上挂载ConvertToEntity脚本,可以自动将

  • Transform -> LocalToWorld
  • Mesh Renderer -> RenderMesh

自定义MonoBehavior组件转为ECS

  • 转移逻辑到System
  • 自定义数据转换
    • GameObjectConversionSystem
    • IConvertGameObjectToEntity
    • IDeclareReferencedPrefabs

可以在开发阶段保留Unity传统模式,并在Runtime阶段使用ECS高效处理数据。

GameObject全部转换为ECS是一个艰巨的任务,并且有可能不可能实现,转移MonoBehavior逻辑到System繁琐,第三方的插件也难以转换。用到了复杂的渲染管线更增加了难度。

DOTS-GameObject混合使用

  • ECS / Job System负责部分逻辑运算,使用GameObject进行渲染
  • 继续使用原来的渲染管线
  • MonoBehavior组件继续有效

在ConverToEntity组件中,选择转换模式为Convert And Inject GameObject,可以使GameObject同时拥有ECS和GameObject两套数据。 使用方式:

// 方式1:直接在System中获取Transform组件
this.Entities.WithAll<Player>().ForEach((Transform trans) => {
    trans.position += speed * timedelta * Vector3.up
}).WithoutBurst().Run();
// 方式2:Job中更新Entity位置数据后,同步至GameObject,在转换函数中为entity添加CopyTransformToGameObject
public void Convert(Entity entity, EntityManager dstManager, GameObjectConversionSystem conversionSystem)
{
    dstManager.AddComponentData(entity, new CopyTransformToGameObject());
}

方式2性能高于方式1,方式1高于GameObject模式

Unity提供一种更简单使用Job System多线程更新Transform的方式,不需要ECS的概念直接实现IJobParallelForTransform的接口Execute即可,可以快速改造Transform。

使用IJobParallelForTransform性能高于方式2,相对于传统方式提高大约50%的运算速度。