自动生成地图系统

ECS的世界由许许多多的系统来操控，在进入主世界的时候会创建这些系统，如下图所示：

上一篇中PlayerInputSystem负责处理玩家的操作，与之对应的组件有UserCommand（用户命令），TargetPosition（目标位置）和MoveSpeed（移动速度）。原本想一起看看源码，加一点注释进去，算是走马观花，画蛇添足。不过，这样做实在没有太多营养价值，如果大家有兴趣，自行看下源码吧。这一篇想写一点创造性的东西，例如生动生成地图系统。

AutoCreateMapSystem

灵感来源于Unity Hex Map Tutorial，我觉得自动生成地图这件事情太适合ECS了，为什么？

• 自动生成的地图涉及到大量的实体；
• ECS的性能是为大世界而生，在其性能加持下，我们可以生成无限世界；
• 逻辑解耦，分工明确。

不管怎样，都值得尝试一下。
说下我的大概需求：

1. 自动生成地图，利用各种System来制定地图的规则，使其尽量贴近自然；
2. 无限地图，玩家离地图边缘一定距离后，预判玩家行走线路并在其方向上动态扩展；
3. 将地图数据保存到服务器，与其他玩家进行同步；
4. 动态加载和动态裁剪，以最小的资源做出最大的地图；
5. 地图与玩家互动，可破坏，可创建，所有操作进行网络同步。

神奇的六边形

我觉得像MegaCity那样的大地图，太吃资源，如果把地图的所有一切都转换成数据。然后再通过数据来驱动无限地图，这样也许很有意思，但是也不是随机生成所有一切，要利用算法来尽量还原大自然的规则。
大概就是这样，我们先从最简单的开始，一步一步实现我们的需求。就先从六边形开始吧！
国外的大佬解释了六边形有多么神奇和好用，蜜蜂选择六边形来筑巢，足以说明这个东西道法自然，详情点上面的链接了解。

using UnityEngine;
/// <summary>
/// 六边形常量
/// </summary>
public static class HexMetrics {/// <summary>/// 总的顶点数，一个六边形有18个顶点/// </summary>public static int totalVertices = 18;/// <summary>/// 六边形外半径=六边形边长/// </summary>public const float outerRadius = 10f;/// <summary>/// 六边形内半径=0.8*外半径/// </summary>public const float innerRadius = outerRadius * 0.866025404f;/// <summary>/// 六边形的六个角组成的数组/// </summary>public readonly static Vector3[] corners = {new Vector3(0f, 0f, outerRadius),//最顶上那个角作为起点，顺时针画线new Vector3(innerRadius, 0f, 0.5f * outerRadius),//顺数第二个new Vector3(innerRadius, 0f, -0.5f * outerRadius),//顺数第三个new Vector3(0f, 0f, -outerRadius),//依次类推，坐标如下图所示new Vector3(-innerRadius, 0f, -0.5f * outerRadius),new Vector3(-innerRadius, 0f, 0.5f * outerRadius),new Vector3(0f, 0f, outerRadius)};
}

如图，红色虚线代表内半径，蓝色实线代表外半径，而其数值都是相对固定的常量，因此这里直接定义出来。
根据这些常量，设定圆心坐标为（0，0，0），我们以最上角最为起点，就可以得出六个角的顶点坐标了。

六边形实体

接下来创建六边形实体，如下图所示：

实际上就是个空对象，我本来要通过ConvertToEntity将其转化成实体的，但是出了一个红色警报，只好移除，保留E脚本：

/// <summary>
/// E:六边形单元
/// </summary>
[RequiresEntityConversion]
public class HexCellEntity : MonoBehaviour,IConvertGameObjectToEntity {/// <summary>/// 三维坐标/// </summary>public int X;public int Y;public int Z;/// <summary>/// 颜色/// </summary>public Color Color;public void Convert(Entity entity, EntityManager dstManager, GameObjectConversionSystem conversionSystem){//数据交给C保存dstManager.AddComponentData(entity, new HexCellData{X=this.X,Y=this.Y,Z=this.Z,color=Color,RadiansPerSecond= math.radians(DegreesPerSecond)});//添加父组件dstManager.AddComponent(entity, typeof(Parent));//添加相对父类的本地位置组件dstManager.AddComponent(entity, typeof(LocalToParent));}}

对应的C组件：

/// <summary>
/// C:保存六边形的坐标和颜色数据
/// </summary>
[Serializable]
public struct HexCellData : IComponentData
{public int X;public int Y;public int Z;public Color color;public float RadiansPerSecond;
}

暂时设定六边形的功能是旋转，后面再更改成变色：

/// <summary>
/// S:这里暂时只做旋转，后面会变色等
/// </summary>
public class HexCellSystem : JobComponentSystem {EntityQuery m_Group;//查询到特定组件的实体，将其放入这个组中/// <summary>/// 这里根据类型来查询到特定的实体/// </summary>protected override void OnCreate(){///typeof(Rotation)=带有Rotation组件的；ComponentType=对应HexCellData组件类型的/// ReadOnly=只读会加快获取实体的速度，ReadWrite=读写 则相对较慢m_Group = GetEntityQuery(typeof(Rotation), ComponentType.ReadOnly<HexCellData>());}[BurstCompile]//同样使用Burst编译器来加速，区别是使用了块接口：IJobChunkstruct RotationSpeedJob : IJobChunk {/// <summary>/// 时间/// </summary>public float DeltaTime;/// <summary>/// 原型块组件类型=Rotation/// </summary>public ArchetypeChunkComponentType<Rotation> RotationType;/// <summary>/// 只读 原型块组件类型=HexCellData/// </summary>[ReadOnly]public ArchetypeChunkComponentType<HexCellData> RotationSpeedType;/// <summary>/// 找出满足条件的实体来执行/// </summary>/// <param name="chunk"><原型块/param>/// <param name="chunkIndex">块索引</param>/// <param name="firstEntityIndex">第一个实体索引</param>public void Execute(ArchetypeChunk chunk, int chunkIndex, int firstEntityIndex){var chunkRotations = chunk.GetNativeArray(RotationType);var chunkRotationSpeeds = chunk.GetNativeArray(RotationSpeedType);for (var i = 0; i < chunk.Count; i++){var rotation = chunkRotations[i];var rotationSpeed = chunkRotationSpeeds[i];chunkRotations[i] = new Rotation{Value = math.mul(math.normalize(rotation.Value),quaternion.AxisAngle(math.up(), rotationSpeed.RadiansPerSecond * DeltaTime))};}}}/// <summary>/// 这个方法在主线程上每帧运行/// </summary>/// <param name="inputDependencies">输入依赖</param>/// <returns></returns>protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDependencies){// Explicitly declare: 声明// - Read-Write access to Rotation 读写的方式访问旋转// - Read-Only access to HexCellData 只读的方式访问旋转速度var rotationType = GetArchetypeChunkComponentType<Rotation>();var rotationSpeedType = GetArchetypeChunkComponentType<HexCellData>(true);var job = new RotationSpeedJob(){RotationType = rotationType,RotationSpeedType = rotationSpeedType,DeltaTime = Time.deltaTime};return job.Schedule(m_Group, inputDependencies);}
}

如上代码是六边形单元的基本ECS写法，都是最基础的：

在游戏对象上添加上一个Mesh显示相应的组件就可以让其旋转起来了，其实很简单。

接下来我们把它做成一个预设，然后再大量生成，以后的大地图就建立在这个六边形单元的基础上。

创建者和创建六边形单元系统

接下来我们新建一个空游戏对象，命名为：MapCreater。为其添加ConvertToEntity脚本组件，使其转化为实体，新建一个C#脚本来描述这个实体，命名为CreaterEntity：

/// <summary>
/// E:创建者实体
/// </summary>
[RequiresEntityConversion]
public class CreaterEntity : MonoBehaviour, IDeclareReferencedPrefabs, IConvertGameObjectToEntity
{/// <summary>/// 六边形单元预设/// </summary>public GameObject HexCellPrefab;/// <summary>/// 地图宽度（以六边形为基本单位）/// </summary>public int MapWidth=6;/// <summary>/// 地图长度（以六边形为基本单位）/// </summary>public int MapHeight=6;/// <summary>/// 地图颜色/// </summary>public Color defaultColor = Color.white;public void Convert(Entity entity, EntityManager dstManager, GameObjectConversionSystem conversionSystem){HexMetrics.totalVertices = MapWidth * MapHeight * 18;dstManager.AddComponentData(entity, new MapData{Width=MapWidth,Height=MapHeight,Prefab = conversionSystem.GetPrimaryEntity(HexCellPrefab),Color=defaultColor,bIsNewMap=bCreatNewMap});}public void DeclareReferencedPrefabs(List<GameObject> referencedPrefabs){referencedPrefabs.Add(HexCellPrefab);}
}

数据交给C保存起来：

/// <summary>
/// C:保存创建者数据
/// </summary>
[Serializable]
public struct CreaterData : IComponentData {public int Width;public int Height;public Entity Prefab;public Color Color;
}

S:创建六边形单元系统

/// <summary>
/// 创建六边形单元系统
/// </summary>
public class CreateHexCellSystem : JobComponentSystem {BeginInitializationEntityCommandBufferSystem m_EntityCommandBufferSystem;/// <summary>/// 是否是新地图/// </summary>public bool bIfNewMap = true;protected override void OnCreate(){m_EntityCommandBufferSystem = World.GetOrCreateSystem<BeginInitializationEntityCommandBufferSystem>();}/// <summary>/// 循环创建六边形单元，使其生成对应长宽的阵列/// </summary>struct SpawnJob : IJobForEachWithEntity<CreaterData> {public EntityCommandBuffer.Concurrent CommandBuffer;[BurstCompile]public void Execute(Entity entity, int index, [ReadOnly]ref CreaterData  createrData){for (int z = 0; z < createrData.Height; z++){for (int x = 0; x < createrData.Width; x++){//1.实例化var instance = CommandBuffer.Instantiate(index, createrData.Prefab);//2.计算阵列坐标float _x = (x + z * 0.5f - z / 2) * (HexMetrics.innerRadius * 2f);float _z = z * (HexMetrics.outerRadius * 1.5f);//3.设置父组件CommandBuffer.SetComponent(index, instance, new Parent{Value = entity});//4.设置每个单元的数据CommandBuffer.SetComponent(index, instance, new HexCellData{X = x - z / 2,Y = 0,Z = z,color = createrData.Color,});//5.设置位置CommandBuffer.SetComponent(index, instance, new Translation{Value = new float3(_x, 0F, _z)});}}}}/// <summary>/// 如果有新地图,则启动任务/// </summary>/// <param name="inputDeps">依赖</param>/// <returns>任务句柄</returns>protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDeps){if (bIfNewMap){var job = new SpawnJob{CommandBuffer = m_EntityCommandBufferSystem.CreateCommandBuffer().ToConcurrent(),}.Schedule(this, inputDeps);m_EntityCommandBufferSystem.AddJobHandleForProducer(job);job.Complete();var mapSystem = World.GetOrCreateSystem<CreateHexMapSystem>();mapSystem.bIfNewMap = true;//新地图创建完成，关闭创建bIfNewMap = false;return job;}return inputDeps;}
}

如上图所示，我们创建6*6的单元矩阵，但是它们并没有旋转。我们通过Entity Debugger窗口可以看到对应的实体。
我发现Rotation的数据一直都是0，并没有发生旋转，但是代码并没有问题。到官方论坛反馈时，发现是Rotation的API变了！
ECS还处于过渡时期，所以API会经常变动，开发起来非常尴尬。
我发现以前的写法，在做升级之后，就不起作用了。不仅如此，很多物理组件无法使用。
因此这一篇到这里搁浅了，后面找到正确的API继续写。
已经把项目上传到Github，有兴趣的朋友可以看看：HexMapMadeInUnity2019ECS

更新计划

作者的话

如果喜欢我的文章可以点赞支持一下，谢谢鼓励！如果有什么疑问可以给我留言，有错漏的地方请批评指证！
如果有技术难题需要讨论，可以加入开发者联盟：566189328（付费群）为您提供有限的技术支持，以及，心灵鸡汤！
当然，不需要技术支持也欢迎加入进来，随时可以请我喝咖啡、茶和果汁！(￣┰￣*)

ECS系列目录

ECS官方示例1：ForEach

ECS官方案例2：IJobForEach

ECS官方案例3：IJobChunk

ECS官方案例4：SubScene

ECS官方案例5：SpawnFromMonoBehaviour

ECS官方案例6：SpawnFromEntity

ECS官方案例7：SpawnAndRemove

ECS进阶：FixedTimestepWorkaround

ECS进阶：Boids

ECS进阶：场景切换器

ECS进阶：MegaCity0

ECS进阶：MegaCity1

UnityMMO资源整合&服务器部署

UnityMMO选人流程

UnityMMO主世界

UnityMMO网络同步

用ECS做HexMap：自动生成地图系统

用ECS做HexMap：利用RenderMesh绘制六边形

用ECS做HexMap：利用RenderMesh为六边形涂色

用ECS做HexMap：六边形单元的颜色混合

用ECS做HexMap：重构地图系统

用ECS做HexMap：鼠标点击六边形单元涂色

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