Unity ECS DOTS技术实现50000个cube随机循环移动流程_unity dots生成大量立方体

前言

        之前使用过ECS面向组件开发，一直想试一下Unity的ECS DOTS技术，但是苦于入门门槛太高，下载官方的Demo，发现代码哪哪儿都看不懂，一大堆API闻所未闻，而且没有一个入门的流程，导致无法进行下去。也尝试过几次让AI引导，创建一个小的Demo，但是由于Entities和Graphics各个版本API差距很大，单纯使用AI，也难以实现。今天突然奇想，结合官方Demo和AI，再次尝试了，成功的实现了一个小Demo。

        本文不做原理讲解，因为还没琢磨透每行代码，只是做一个流程示范，可以让每个入门的读者按照流程体验一下万人同屏的情况下，FPS稳定在60+的“爽感”，Demo实现之后，再仔细阅读代码，慢慢拓展功能。

        本文以下内容，均是个人理解+AI解释，并不能保证完全正确，如有问题，欢迎指出

版本

        Unity版本6000.0.40（可改，但是一定要是6000，官方Demo用的例子是6000.0.23），Entities版本1.3.5（不要改，避免API失效，如果Unity版本太低导致不支持，建议升级Unity版本），Entities Graphics版本1.4.2（不要改，原因同上）。URP版本17.0.4（这个理论上无所谓）。

步骤

1.创建工程

        选择URP项目（必须，只支持URP，如果会在项目中切换渲染管线则随意）

2.PackageManager导入插件

        分别导入以上插件Entities1.3.5，Entities Graphics1.4.2，PackageManager里面版本太高的话，在Version History里面切换

3.新建cube生成器

using Unity.Entities;using UnityEngine;public class RandomMoveAuthoring : MonoBehaviour{ public GameObject prefab; public int count = 50000; public float radius = 100f; class Baker : Baker { public override void Bake(RandomMoveAuthoring authoring) { var entity = GetEntity(TransformUsageFlags.None); AddComponent(entity, new RandomMoveSpawner { Prefab = GetEntity(authoring.prefab, TransformUsageFlags.Renderable), Count = authoring.count, Radius = authoring.radius }); } }}public struct RandomMoveSpawner : IComponentData{ public Entity Prefab; public int Count; public float Radius;}

        这个脚本的作用主要是把Mono的GameObject（prefab）对象，烘焙成ECS系统里面的Entity实例，把Mono脚本上面的值（count,radius）烘焙到ECS里的IComponentData上。这个Bake函数是在编辑器模式下执行的，不是在运行时执行的。

4.新建cube移动组件数据

using Unity.Entities;using Unity.Mathematics;public struct RandomMoveComponent : IComponentData{ public float3 StartPosition; public float3 Direction; public float Speed; public float Radius;}

        记录cube的各个属性，起始位置，方向，速度，移动半径

5.新建cube生成系统

using Unity.Burst;using Unity.Collections;using Unity.Entities;using Unity.Mathematics;using Unity.Transforms;using UnityEngine;[BurstCompile][UpdateInGroup(typeof(InitializationSystemGroup))]public partial struct RandomMoveSpawnerSystem : ISystem{ public void OnCreate(ref SystemState state) { } public void OnUpdate(ref SystemState state) { var ecb = new EntityCommandBuffer(Allocator.Temp); foreach (var (spawner, entity) in SystemAPI.Query<RefRO>().WithEntityAccess()) { var random = new Unity.Mathematics.Random((uint)UnityEngine.Random.Range(1, int.MaxValue)); // 创建 NativeArray 存储实例 var instances = new NativeArray(spawner.ValueRO.Count, Allocator.Temp); // 实例化 prefab ，这里先用 EntityManager，因为 ECB 不能实例化实体，之后可以改成别的方案 state.EntityManager.Instantiate(spawner.ValueRO.Prefab, instances); for (int i = 0; i < instances.Length; i++) { float3 start = new float3(  random.NextFloat(-spawner.ValueRO.Radius, spawner.ValueRO.Radius),  0,  random.NextFloat(-spawner.ValueRO.Radius, spawner.ValueRO.Radius) ); float3 dir = math.normalize(random.NextFloat3Direction()); dir.y = 0; // 通过ECB设置组件数据（延迟生效） ecb.SetComponent(instances[i], LocalTransform.FromPosition(start)); ecb.AddComponent(instances[i], new RandomMoveComponent {  StartPosition = start,  Direction = dir,  Speed = UnityEngine.Random.Range(1f, 3f),  Radius = 10f }); } instances.Dispose(); // 延迟删除 spawner 实体 ecb.DestroyEntity(entity); } ecb.Playback(state.EntityManager); ecb.Dispose(); }}

        根据RandomMoveSpawner的Count数量，生成对应的实例。可以看到，很多新的API，还没理清，就不解释误导人了。

6.新建cube移动系统

原版代码

using Unity.Burst;using Unity.Entities;using Unity.Mathematics;using Unity.Transforms;[BurstCompile]public partial struct RandomMoveSystem : ISystem{ public void OnUpdate(ref SystemState state) { float time = (float)SystemAPI.Time.ElapsedTime; foreach (var (move, transform) in SystemAPI.Query<RefRO, RefRW>()) { float3 pos = move.ValueRO.StartPosition + move.ValueRO.Direction * math.sin(time * move.ValueRO.Speed) * move.ValueRO.Radius; transform.ValueRW.Position = pos; } }}

        这个代码运行之后，fps只有30，明显不正常，让AI又重新生成了一版

新版代码

using Unity.Burst;using Unity.Entities;using Unity.Mathematics;using Unity.Transforms;[BurstCompile]public partial struct RandomMoveSystem : ISystem{ [BurstCompile] public partial struct RandomMoveJob : IJobEntity { public float time; public void Execute(in RandomMoveComponent move, ref LocalTransform transform) { float3 pos = move.StartPosition + move.Direction * math.sin(time * move.Speed) * move.Radius; transform.Position = pos; } } public void OnUpdate(ref SystemState state) { var job = new RandomMoveJob { time = (float)SystemAPI.Time.ElapsedTime }; job.ScheduleParallel(); // 并行调度 }}

        使用 IJobEntity + Burst 多线程并行，FPS达到了90左右，完美！

7.代码结束，接下来是编辑器的操作

8.新建cube预制体

        新建一个cube，拖成预制体。新建一个材质，shader选择URP默认的Lit即可。勾选材质上的Enable GPU Instancing（这个之前没勾选的时候，渲染不出来，但是后面又测试的时候，发现不勾选也可以正常渲染，而且可以正常合批，没搞清楚什么情况）

9.烘焙！！！重要

        场景内新建对象，命名Spawner（随意命名）

        Spawner挂载脚本RandomMoveAuthoring

        把刚才新建的cube预制体拖到RandomMoveAuthoring的Prefab栏

        选中Spawner，右键，点击New Sub Scene->From Selection，选择路径保存场景，此时会自动触发RandomMoveAuthoring脚本内的Bake函数，烘焙Mono的数据到ECS系统内，不进行烘焙，ECS是无法获取到Mono内定义的数据的

10.运行

        查看效果

问题记录

1.运行时看不到物体

a.检查渲染管线是否使用的是URP

b.烘焙是否正常，可以在Bake函数加日志，在点击子场景Inspector视图的Open按钮时，会触发Bake函数

c.确定编译过程中，没有报错，有些报错，不影响程序启动，但是会影响程序逻辑

2.FPS比预期的低

查看下Profiler，耗时主要在哪里，如果是EditorLoop，则关闭Scene视图

3.Scene视图不显示物体

关闭Sub Scene，取消图中的 复选框

4.Hierarchy视图，勿删了Sub Scene怎么办

在Hierarchy视图，新建空对象，添加脚本Sub Scene，把之前创建的场景，拖到Sub Scene脚本的Scene Asset栏即可，重置下对象的Transform数据清除警告

总结

        ECS DOTS的入门还是太难了，充斥着大量的新的API，写逻辑还要脱离Mono，跟之前的开发习惯差距巨大，需要慢慢深入，本文内容可能有错的地方，后续如果有理解，再做更新