Unity DOTS系列之Filter Baking Output与Prefab In Baking核心分析

最近DOTS发布了正式的版本, 我们来分享一下DOTS里面Baking核心机制，方便大家上手学习掌握Unity DOTS开发。今天给大家分享的Baking机制中的Filter Baking Output与Prefab In Baking。

Filter Baking Output 机制

在默认情况下,Baking会为每个GameObject生成的Entity与Component, 这些entity都会被创建到Conversion World里面。然后在创作的时候不是所有的GameObject都需要被转换成Entity。例如: 在一个样条曲线上，一个控制点在创作的时候被用到了，但是bake成ecs数据后可能就再也没有用了，所以不需要把这个控制点Bake成entity。

为了不把这个GameObject Bake产生的Entity输出到World并保存到entity scene里面,我们可以给这个Entity添加一个BakingOnlyEntity tag Component。当你添加了这个tag component后，Baking系统就不会把你这个entity存储到entity scene里面，也不会把这个entity生成到运行的main World里面。我们可以直接在Baker函数里面添给entity 添加一个BakingOnlyEntity的组件数据,也可以在Authoring GameObject里面添加一个 BakingOnlyEntityAuthoring的组件,这两种方式都可以达到同样的效果没有区别。

你也可以给组件添加注解[BakingType],[TemporaryBakingType] attributes过滤掉掉组件component,让它不输出到entity中。

[BakingType]:被这个attributes注记的Component,将不会在Baking Output的时候输出到entity,它的生命周期与entity一样。
[TemporaryBakingType]:被这个attributes注记的Component会在Baking Output的时候不会输出到entity。这个Component只会存活在Baker过程中,Baker结束以后就会销毁。

我们有时候需要在Baking System里面批量处理一些组件数据，处理完后这些组件就没有用了。例如,baker 把一个bounding box 转换成了ecs component 数据，接下来我们定义了一个Baking System批量处理所有的entity,来计算entity的凸包。计算完成后原来的bounding box组件就可以删除了，这种情况下就可以使用上面的Filter Component Bake output机制。

Prefab In Baking机制

在Baking的过程中，传统的GameObject Prefab也被Bake成entity Prefab。Entity Prefab其实也是一个Entity,相比普通的Entity它多了几个标记组件prefab tag。当我们查询实体的时候，如果发现这个标记，就会被默认的查询规则排除出来，所以默认查询API查询不到prefab entity。系统会提供一个LinkedEntityGroup buffer会把prefab里面所有的孩子entity的关联起来。当我们创建一个entity prefab的时候，也非常方便的能找到它的孩子相关。

生成entity prefab到entity scene以后，我们就可以像使用普通的Prefab创建GameObject一样来创建entity到世界。但是使用enity prefab之前一定要确保它已经被Baker到了entity scene。当预制体实例化到Authoring Scene中的时候，Baking把它当作普通的GameObject来进行转换，不会把它当作预制体。

生成一个entity prefab你需要注册一个Baker,在Bake函数里面添加一个依赖关系，让这个依赖于Authoring GameObject Prefab。然后Prefab将会被bake出来。我们搞一个组件保存了entity prefab的一个引用，那么unity就会把这个entity prefab 序列化到subscene中。当需要使用这个entity prefab的时候就能获取到。代码如下:

public struct EntityPrefabComponent : IComponentData
{
  public Entity Value;
}

public class GetPrefabAuthoring : MonoBehaviour
{
  public GameObject Prefab;
}

public class GetPrefabBaker : Baker<GetPrefabAuthoring>
{
  public override void Bake(GetPrefabAuthoring authoring)
  {
    // Register the Prefab in the Baker
    var entityPrefab = GetEntity(authoring.Prefab, TransformUsageFlags.Dynamic);
    // Add the Entity reference to a component for instantiation later
    var entity = GetEntity(TransformUsageFlags.Dynamic);
    AddComponent(entity, new EntityPrefabComponent() {Value = entityPrefab});
  }
}

在Baking的时候，当我们需要引用一个entity prefab, 可以使用EntityPrefabReference。这个会把它序列化到entity scene文件里面去。运行的时候直接load进来，就可以使用了。这样可以防止多个subscene不用重复拷贝生成同一个Prefab。

public partial struct InstantiatePrefabReferenceSystem : ISystem
{
  public void OnStartRunning(ref SystemState state)
  {
    // Add the RequestEntityPrefabLoaded component to the Entities that have an
    // EntityPrefabReference but not yet have the PrefabLoadResult
    // (the PrefabLoadResult is added when the prefab is loaded)
    // Note: it might take a few frames for the prefab to be loaded
    var query = SystemAPI.QueryBuilder()
      .WithAll<EntityPrefabComponent>()
      .WithNone<PrefabLoadResult>().Build();
    state.EntityManager.AddComponent<RequestEntityPrefabLoaded>(query);
  }

  public void OnUpdate(ref SystemState state)
  {
    var ecb = new EntityCommandBuffer(Allocator.Temp);
    // For the Entities that have a PrefabLoadResult component (Unity has loaded
    // the prefabs) get the loaded prefab from PrefabLoadResult and instantiate it
    foreach (var (prefab, entity) in
      SystemAPI.Query<RefRO<PrefabLoadResult>>().WithEntityAccess())
    {
      var instance = ecb.Instantiate(prefab.ValueRO.PrefabRoot);
      // Remove both RequestEntityPrefabLoaded and PrefabLoadResult to prevent
      // the prefab being loaded and instantiated multiple times, respectively
      ecb.RemoveComponent<RequestEntityPrefabLoaded>(entity);
      ecb.RemoveComponent<PrefabLoadResult>(entity);
    }

    ecb.Playback(state.EntityManager);
    ecb.Dispose();
  }
}

实例化entity prefab可以使用EntityManager与entity command buffer。

public partial struct InstantiatePrefabSystem : ISystem
{
  public void OnUpdate(ref SystemState state)
  {
    var ecb = new EntityCommandBuffer(Allocator.Temp);

    // Get all Entities that have the component with the Entity reference
    foreach (var prefab in SystemAPI.Query<RefRO<EntityPrefabComponent>>())
    {
      // Instantiate the prefab Entity
      var instance = ecb.Instantiate(prefab.ValueRO.Value);
      // Note: the returned instance is only relevant when used in the ECB
      // as the entity is not created in the EntityManager until ECB.Playback
      ecb.AddComponent<ComponentA>(instance);
    }

    ecb.Playback(state.EntityManager);
    ecb.Dispose();
  }
}

实例化EntityPrefabReference,可以使用如下代码:

public partial struct InstantiatePrefabReferenceSystem : ISystem
{
  public void OnStartRunning(ref SystemState state)
  {
    // Add the RequestEntityPrefabLoaded component to the Entities that have an
    // EntityPrefabReference but not yet have the PrefabLoadResult
    // (the PrefabLoadResult is added when the prefab is loaded)
    // Note: it might take a few frames for the prefab to be loaded
    var query = SystemAPI.QueryBuilder()
      .WithAll<EntityPrefabComponent>()
      .WithNone<PrefabLoadResult>().Build();
    state.EntityManager.AddComponent<RequestEntityPrefabLoaded>(query);
  }

  public void OnUpdate(ref SystemState state)
  {
    var ecb = new EntityCommandBuffer(Allocator.Temp);

    // For the Entities that have a PrefabLoadResult component (Unity has loaded
    // the prefabs) get the loaded prefab from PrefabLoadResult and instantiate it
    foreach (var (prefab, entity) in SystemAPI.Query<RefRO<PrefabLoadResult>>().WithEntityAccess())
    {
      var instance = ecb.Instantiate(prefab.ValueRO.PrefabRoot);

      // Remove both RequestEntityPrefabLoaded and PrefabLoadResult to prevent
      // the prefab being loaded and instantiated multiple times, respectively
      ecb.RemoveComponent<RequestEntityPrefabLoaded>(entity);
      ecb.RemoveComponent<PrefabLoadResult>(entity);
    }

    ecb.Playback(state.EntityManager);
    ecb.Dispose();
  }
}

在实例化EntityPrefabReference之前，Unity必须要先加载对应的entity prefab,然后才能使用它，添加RequestEntityPrefabLoaded组件能确保entity prefab被加载。Unity会PrefabLoadResult加载到带有RequestEntityPrefabLoaded同一个entity上。

预制体也是entity,也可以被查询到，如果需要把一个预制体被查询到,可以在查询条件上添加IncludePrefab。

// This query will return all baked entities, including the prefab entities
var prefabQuery = SystemAPI.QueryBuilder().WithAll<BakedEntity>().WithOptions(EntityQueryOptions.IncludePrefab).Build();

使用EntityManager与entity command buffer也可以销毁一个预制体节点,代码如下:

var ecb = new EntityCommandBuffer(Allocator.Temp);
foreach (var (component, entity) in SystemAPI.Query<RefRO<RotationSpeed>>().WithEntityAccess())
{
  if (component.ValueRO.RadiansPerSecond <= 0)
  {
    ecb.DestroyEntity(entity);
  }
}

ecb.Playback(state.EntityManager);
ecb.Dispose();

今天的Baking系列就分享到这里了，关注我学习更多的最新Unity DOTS开发技巧。

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