Unity ECS实践(二)-如何找到你需要访问的组件与碰撞实现

如果实践过官方教程，或者看过上一篇Unity ECS实践，那么其实基本就可以开始编程了，但是这部分很容易找不到重点（主要是中文教程不够多），那其实只要讲完这里基本也就能明白如何着手下一步了

找到你需要的组件

我们已经知道了如何挂载Component到Entity上并且通过System访问与操作其中的数据，此时剩下的一个问题也就是例如我把一些官方的脚本比如RigidBody等这样的在原Unity中放在Prefab之后，我如何使用他们呢？毕竟本来方便的轮子也不可能全都扔了。

那么就以RigidBody为例子来简单讲下。

导入包体

在Package Manager里导入Unity Physics

挂载脚本

此处版本为Unity 6，Unity Physics版本为1.0.16，所以挂载脚本的方式可能和其他教程不同（没有ConverToEntity）

在Cube的Prefab上挂载RigidBody，这里还挂载了Collider，主要讲下这两者在ECS下的使用方法。

找到Component

运行游戏后，在对应的Entity中可以找到被转换的Component（注意Inspector右上角选择Running）

比如我们可以看到RigidBody运行后被拆分成了Physics Damping，Physics Mass, Physics Velocity这三个Component，例如我想知道此时停止运动的方块的数量，可以把CubeSystem的代码改写下（场景中放了个地板来接住生成的方块）

using Unity.Collections;
using Unity.Entities;
using Unity.Mathematics;
using Unity.Physics;
using Unity.Transforms;
using UnityEngine;

[UpdateInGroup(typeof(FixedStepSimulationSystemGroup))]
public partial struct CubeSystem: ISystem
{
    private int cubeStopCount;

    public void OnUpdate(ref SystemState state)
    {
        //state.EntityManager.CreateEntity();
        var entityManager = state.EntityManager;
        var entities = entityManager.GetAllEntities(Allocator.Temp);

        cubeStopCount = 0;
        foreach(var e in entities)
        {
            if (entityManager.HasComponent<CubeComponent>(e))
            {
                var cube = entityManager.GetComponentData<CubeComponent>(e);
                var localTransform = entityManager.GetComponentData<LocalTransform>(e);
                var velocity = entityManager.GetComponentData<PhysicsVelocity>(e);
                var moveDist = cube.moveDir * cube.moveSpd * SystemAPI.Time.DeltaTime;
                localTransform.Position += moveDist;
                entityManager.SetComponentData<LocalTransform>(e, localTransform);
                if (cube.moveSpd > 0) cube.moveSpd -= 2f * SystemAPI.Time.DeltaTime;
                else cube.moveSpd = 0;

                if (math.length(velocity.Linear) < 0.01f) cubeStopCount++;
                entityManager.SetComponentData<CubeComponent>(e, cube);
            }
        }
        Debug.Log($"cube Stop count: {cubeStopCount}");
    }
}

部分原本的向量方法，现在被放入了Unity.Mathematics.math中，例如上面的math.length()是以前向量的magnitude的替代。

另外附上CubeSpawnSystem的改写，这里是改成了只生成10个方块，还有就是改成了向上弹出，对应的以前的normalize方法也改成了math.normalize()

using Unity.Burst;
using Unity.Collections;
using Unity.Entities;
using Unity.Mathematics;

[BurstCompile]
public partial struct CubeSpawnerSystem : ISystem
{
    [BurstCompile]
    public void OnUpdate(ref SystemState state)
    {
        if (!SystemAPI.TryGetSingletonEntity<CubeSpawnerComponent>(out Entity spawnerEntity))
        {
            return;
        }

        RefRW<CubeSpawnerComponent> spawner = SystemAPI.GetComponentRW<CubeSpawnerComponent>(spawnerEntity);

        //state.EntityManager.CreateEntity();
        EntityCommandBuffer ecb = new EntityCommandBuffer(Allocator.Temp);

        if (spawner.ValueRO.nextSpawnTime < SystemAPI.Time.ElapsedTime && spawner.ValueRO.curSpawnCount < spawner.ValueRO.spawnCount)
        {
            Entity cubeEntity = ecb.Instantiate(spawner.ValueRO.prefab);
            float2 randomDir = Random.CreateFromIndex((uint)(SystemAPI.Time.ElapsedTime / SystemAPI.Time.DeltaTime)).NextFloat2();
            ecb.AddComponent(cubeEntity, new CubeComponent
            {
                moveDir = math.normalize(new float3(randomDir.x, 1, randomDir.y)),
                moveSpd = 2f
            });

            spawner.ValueRW.nextSpawnTime = (float)SystemAPI.Time.ElapsedTime + spawner.ValueRO.spawnRate;
            spawner.ValueRW.curSpawnCount++;
            ecb.Playback(state.EntityManager);
        }
    }
}

运行效果如图所示，对应可以在控制台看到信息

碰撞

其实实现还是挺简单的，就不专门开多一章了。

CollisionLayer设置

跟传统碰撞一样，设置碰撞体的层级（场景右上角Layer），做个枚举类方便访问。我在subScene中设置了plane的层级

public enum CollisionLayer
{
    Default = 1 << 0,
    Cube = 1 << 6,
    Plane = 1 << 7,
}

设置碰撞检测

然后设置我们的entity的碰撞检测，需要将物体投射到PhysicsWorld来判断是否产生了碰撞。这里写在了CubeSystem的OnUpdate方法下

// 获取单例
var physicsWorld = SystemAPI.GetSingleton<PhysicsWorldSingleton>();
foreach(var e in entities) 
{
    // ... 之前的代码
    var hits = new NativeList<ColliderCastHit>(Allocator.Temp);

    physicsWorld.BoxCastAll(localTransform.Position, localTransform.Rotation, new float3(0.5f, 0.5f, 0.5f), new float3(0, 0, 0), 0f, ref hits, new CollisionFilter 
    { 
        BelongsTo = (uint)CollisionLayer.Cube,       // 设置属于的层级
        CollidesWith = (uint)CollisionLayer.Plane    // 设置碰撞的层级
    });

    if (cube.hasHit == false && hits.Length > 0)
    {
        cube.hasHit = true;
        entityManager.SetComponentData<CubeComponent>(e, cube);
        Debug.Log("Cube collided");
    }
}

首先是获取到PhysicsWorld的单例，然后这里的话是用了BoxCastAll的一个方法，官方文档位置如下Struct PhysicsWorld | Unity Physics | 1.0.16

public bool BoxCastAll(float3 center, quaternion orientation, float3 halfExtents, 
float3 direction, float maxDistance, ref NativeList<ColliderCastHit> outHits, 
CollisionFilter filter, QueryInteraction queryInteraction = QueryInteraction.Default)

halfExtents: 各个维度长度（长宽高）的一半
direction: 投射的方向
maxDistance: 投射的最远距离，从最远投射的立方体到本体的这个长方体都会触发碰撞
filter: 层级过滤
queryInteraction: 可以设置是否忽略Trigger，默认不忽略

hits代表了这段时间内n次检测到的碰撞的信息，此处我这里设置的hasHit是用来判断是否第一次碰撞的，相当于变相实现了之前的CollisionEnter这样的情况。

再去场景里实验一下，就可以看到方块接触地板时打印信息了（就不放图了）