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2021-07-27 10:05:18 +08:00
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218
README.md
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@@ -9,30 +9,18 @@ ecs-framework 的目标是成为功能强大的框架。它为您构建游戏提
- 针对核心事件的优化的事件发射器（发射器类），您也可以将其添加到自己的任何类中
- 延迟和重复任务的调度程序（核心调度方法）
# 快速开始
- [运行框架](docs/getting_start.md)
- [创建实体与组件](docs/create_entity_component.md)
- [创建系统](docs/system.md)
- [全局时间Time](docs/time.md)
- [协程Coroutine](docs/coroutine.md)
- [Physics/Collision](docs/physics.md)
- [Emitter](docs/emitter.md)
## 交流群
点击链接加入群聊【ecs游戏框架交流】：https://jq.qq.com/?_wv=1027&k=29w1Nud6
## 快速开始 [进入文档](docs/getting_start.md)
- 初始化框架
```typescript
es.Core.create();
```
- 派发帧事件
```typescript
es.Core.emitter.emit(es.CoreEvents.frameUpdated);
```
完成以上对框架的初始化，您还需要一个默认场景并激活它，新建一个场景类并继承`es.Scene`
```typescript
class MainScene extends es.Scene { }
```
- 激活场景
```typescript
es.Core.scene = new MainScene();
```
至此框架已完全开始运作，您可以使用框架内所有提供的方法。
## Scene/Entity/Component
框架的大部分围绕着实体组件系统（ECS）。ECS与您可能使用过的任何其他ECS均不同，所以我为您再以下详细介绍。
@@ -69,194 +57,6 @@ ECS的根源。可以将场景视为游戏的不同部分，在适当的时间
- onEnabled：在启用父实体或组件时调用
- onDisabled：在禁用父实体或组件时调用
## ECS框架的基本使用
#### 创建实体
创建实体一般由场景控制。您需要在场景内进行创建或添加实体（`createEntity` / `addEntity`）
> 注意：创建实体需要在场景`onStart`方法进行创建，而不是直接在`initialize`方法内创建。`initialize` 只是在构造函数完成后进行调用，此时该场景并未被激活。
```typescript
class MainScene extends es.Scene {
onStart() {
// 创建一个名为player的实体
const player = this.createEntity("player");
}
}
```
#### 添加组件
每个实体都会有多个组件，如果我们需要实体能够拥有一个新的能力，则需要给它添加相对应的组件，组件必须继承 `es.Component` 来标志为组件。
> 注意：组件一般没有具体逻辑，一般只存放一些属性，逻辑应该由系统进行调用
```typescript
class MovementComponent extends es.Component {
// 定义该实体的移动速度
public moveSpeed: number = 100;
}
```
- 将组件添加至Player实体上(`addComponent`)
```typescript
class MainScene extends es.Scene {
onStart() {
// 创建一个名为player的实体，createEntity方法会将创建的实体返回给你
const player = this.createEntity("player");
// 为实体添加一个移动组件，addComponent会将新建的移动组件返回给你
const moveComponent = player.addComponent(new MovementComponent())
}
}
```
#### 添加系统
系统里会使用`Matcher`类帮助过滤它所感兴趣的实体并对其进行更新。我们一般定义系统会与对应的组件相匹配，刚我们创建了一个移动组件，则相对应的就会有一个移动系统来处理该类型的组件。
这里我们使用`es.EntityProcessingSystem`，因为我们要对带有移动组件的实体进行更新。
> 系统也分多种类型，分为管理实体的系统(`es.EntityProcessingSystem`)/管理系统的系统(`es.ProcessingSystem`)
```typescript
class MoveSystem extends es.EntityProcessingSystem {
// 必须实现
processEntity(entity: Entity) {
// 这里会传入带有MoveComponent的实体
// 为什么会传入只带有MoveComponent的实体?
// 因为在构造函数中有一个Matcher匹配器，在你初始化MoveSystem的时候需要你传入匹配的对象. 见下方如何定义匹配带MoveComponent的匹配器
// 该方法每帧都会执行，请确保您的操作尽可能的小或者在使用大数据时采用缓存的方法进行获取操作
const moveComponent = entity.getComponent(MovementComponent);
if (!moveComponent.enabled)
return;
// 根据moveComponent的数据执行移动的逻辑
}
}
```
##### 定义Matcher匹配器匹配所有带MoveComponent的实体
```typescript
// 这里你可以传入多个组件类型
// one 满足
const matcher = Matcher.empty().all(MovementComponent);
```
#### 激活系统
使用`addEntityProcessor`方法进行添加系统
```typescript
class MainScene extends es.Scene {
onStart() {
const matcher = Matcher.empty().all(MovementComponent);
// 将所有带MoveComponent的实体送到该系统处理
this.addEntityProcessor(new MoveSystem(matcher));
// 创建一个名为player的实体，createEntity方法会将创建的实体返回给你
const player = this.createEntity("player");
// 为实体添加一个移动组件，addComponent会将新建的移动组件返回给你
const moveComponent = player.addComponent(new MovementComponent());
}
}
```
至此所有的快速开始的学习到此为止，如果上述运行过程您已看懂，则框架的基本知识你已经掌握，框架内还含有部分内置组件和更高级的用法，您刚所学习的只是框架的冰山一角，如果您需要学习更多的话可以查看源码或查阅更多资料进行学习。
## 关于 Physics/Collision
框架中的物理不是一个真实的物理模拟。它只提供了游戏物理。您可以执行一些操作，如检测碰撞器、重叠检查、碰撞检查、扫描测试等。不是一个完整的刚体模拟。
### Colliders 物理系统的根本
没有Collider，在物理系统中什么也不会发生。 碰撞器存在于实体类中，有几种类型：BoxCollider，CircleCollider和PolygonCollider。 您可以像这样添加Collider：`entity.addComponent(new BoxCollider())`. 将碰撞器添加到Entity时，它们会自动添加到SpatialHash中。
### SpatialHash：你永远不会用到它，但它仍然对你很重要
SpatialHash类是一个隐藏类，该类为您的游戏全局管理 `collider`。静态物理类是SpatialHash的公共包装器。 SpatialHash没有设置大小限制，用于快速进行碰撞/线投射/重叠检查。例如，如果你有一个英雄在世界各地移动，而不必检查每个对撞机（可能是数百个）是否发生碰撞，则只需向SpatialHash询问英雄附近的所有collider即可。这大大缩小了您的碰撞检查范围。
SpatialHash有一个可配置的方面，它可以极大地影响其性能：单元大小。 SpatialHash将空间分成一个网格，选择适当的网格大小可以将可能发生的碰撞查询减到最少。默认情况下，网格大小为100像素。您可以通过在创建场景之前设置`Physics.SpatialHashCellSize`来更改此设置。选择比您的平均玩家/敌人人数稍大的尺寸通常效果最佳。
### Physics 类
物理类是物理的核心类。 您可以设置一些属性，例如前面提到的spatialHashCellSize，raycastsHitTriggers和raycastsStartInColliders。
- linecast：从开始到结束投射一条线，并返回与layerMask相匹配的碰撞器的第一次命中
- overlapRectangle：检查是否有任何collider在矩形区域内
- overlapCircle：检查是否有任何collider在圆形区域内
- boxcastBroadphase：返回边界与collider.bounds相交的所有碰撞器。 请注意，这是一个broadphase检查，因此它只检查边界，不执行单个碰撞器到碰撞器的检查！
会注意到上面提到的layerMask。 layerMask允许您确定与哪些碰撞器碰撞。 每个collider都可以设置其物理层，以便在查询物理系统时可以选择仅检索与传入的layerMask匹配的对撞机。 所有物理方法都接受默认为所有图层的图层蒙版参数。 使用此选项可以过滤冲突检查，并通过不执行不必要的冲突检查来使性能保持最佳状态。
### 使用物理系统
射线检测对于检查敌人的视线、探测实体的空间环境、快速移动的子弹等各种事情都非常有用。下面是一个从头到尾投射线条的示例，如果击中某个物体，它只会记录数据：
```ts
const hit = Physics.linecast( start, end );
if( hit.Collider != null )
console.log( `ray hit ${hit}, entity: {hit.collider.entity}`);
```
我们使用了一些更先进的碰撞/重叠检查方法，如Minkowski和、分离轴定理和古老的三角法。这些都被包装在Collider类上的简单易用的方法中。让我们看一些例子。
第一个例子是处理碰撞的最简单方法。deltaMovement是您希望移动实体的量，通常是velocity*Time.deltaTime. collidesWithAny方法将检查所有碰撞并调整deltaMovement以解决任何碰撞。
```ts
// 碰撞结果将包含一些非常有用的信息，例如被撞的collider，表面命中的法线和最小平移矢量（MTV）。 MTV可用于将碰撞实体直接移动到命中的碰撞器附近。
let collisionResult = null;
// 进行检查以查看entity.getComponent(Collider)（实体上的第一个碰撞器）是否与场景中的任何其他碰撞器发生碰撞。请注意，如果您有多个碰撞器，则可以获取并遍历它们，而不是仅检查第一个碰撞器。
if( entity.getComponent(Collider).collidesWithAny( deltaMovement, collisionResult ) )
{
// 记录CollisionResult。 您可能需要使用它来添加一些粒子效果或与您的游戏相关的任何其他内容。
console.log( `collision result: ${collisionResult}` );
}
// 将实体移到新位置。 已经调整了deltaMovement为我们解决冲突。
entity.position = Vector2.add(entity.position, deltaMovement);
```
如果您需要对碰撞发生时的情况进行更多控制，则也可以手动检查是否与其他collider发生碰撞。 请注意，执行此操作时，deltaMovement不会为您调整。 解决冲突时，您需要考虑最小平移矢量。
```ts
let collisionResult = null;
// 进行检查以查看entity.getComponent<Collider>是否与一些其他Collider发生碰撞
if( entity.getComponent(Collider).collidesWith( someOtherCollider, deltaMovement, collisionResult ) )
{
// 将实体移动到与命中Collider相邻的位置，然后记录CollisionResult
entity.position = Vector2.add(entity.position, Vector2.substract(deltaMovement, collisionResult.minimumTranslationVector));
console.log( `collision result: ${collisionResult}` );
}
```
我们可以使用前面提到的Physics.boxcastBroadphase方法或更具体地讲，将自身排除在查询之外的版本，使上述示例更进一步。 该方法将为我们提供场景中所有在我们附近的collider，然后我们可以使用这些对撞机进行实际的碰撞检查。
```ts
// 在我们自身以外的位置获取可能与之重叠的任何东西
let neighborColliders = Physics.boxcastBroadphaseExcludingSelf( entity.getComponent(Collider) );
// 遍历并检查每个对撞机是否重叠
for( let collider of neighborColliders )
{
if( entity.getComponent(Collider).overlaps( collider ) )
console.log( `我们正在重叠一个collider : ${collider}` );
}
```
## TimerManager
TimerManager是一个简单的帮助器，使您可以传递一个动作，该动作可以被一次调用，也可以不带延迟地重复调用。 使用Core.schedule方法可以轻松访问TimerManager。 当您调用schedule时，您将返回一个ITimer对象，该对象具有一个stop方法，该方法可用于停止计时器再次触发。
## CoroutineManager
CoroutineManager允许您传入生成器函数，然后在每帧中对其执行，从而使您可以将长时间运行的任务分解为较小的任务。 启动协程的入口点是Core.startCoroutine，它使用一个方法返回ICoroutine对象：stop。 协程的执行可以在任何时候使用yield语句暂停。 您可以发出对Coroutine.waitForSeconds的调用，这将使执行延迟N秒，或者您可以发出对Start Coroutine的调用以暂停直到另一个协程完成。
## Emitter
Core提供了一个在某些关键时刻触发事件的发射器。 通过Core.emitter.addObserver和Core.emitter.removeObserver进行访问。 CoreEvents枚举定义了所有可用事件。
发射器类也可以在自己的类中使用。 您可以通过number，enum或任何结构键输入事件。
## Global Managers
框架使您可以添加一个全局管理器对象，该对象将具有一个更新方法，Scene.update之前的每帧执行。 您应该保留场景更改的任何系统都可以放在此处。 框架拥有自己的几种系统设置作为全局管理器，包括：调度程序，协程管理器。 您可以通过Core.registerGlobalManager和Core.unregisterGlobalManager注册/注销全局管理器。
## Time
Time类提供对deltaTime，unscaledDeltaTime，timeScale和其他一些有用属性的静态访问。 为了易于使用，它还提供了一个altDeltaTime / altTimeScale，以便您可以进行多个不同的时间轴，而不必自己进行管理。
## Debug
Debug类提供日志记录。 Insist类提供各种断言条件。 您可以在整个代码中自由使用它们。

39
docs/emitter.md Normal file
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@@ -0,0 +1,39 @@
# Emitter
Core提供了一个在某些关键时刻触发事件的发射器。 通过Core.emitter.addObserver和Core.emitter.removeObserver进行访问。 CoreEvents枚举定义了所有可用事件。
发射器类也可以在自己的类中使用。 您可以通过number，enum或任何结构键输入事件。
## 自定义事件发生器
- string为key的事件发生器
```typescript
export enum CustomEvent {
enum1,
enum2
}
export class MainScene extends es.Scene {
// string为key的事件发生器
private str_emitter = new es.Emitter<string>();
// number为key的事件发生器
private num_emitter = new es.Emitter<number>();
// enum为key的事件发生器
private custom_emitter = new es.Emitter<CustomEvent>();
onStart() {
// 监听触发器
this.str_emitter.addObserver("test", this.onStrEmit, this);
// 触发监听器
this.str_emitter.emit("test");
// 移除事件触发器
this.str_emitter.removeObserver("test", this.onStrEmit);
}
// args为emit传入的参数。不传则为空
onStrEmit(...args: any[]) {
console.log("test");
}
}
```

6
docs/getting_start.md
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@@ -62,9 +62,3 @@ export class MainScene extends es.Scene {
```typescript
es.Core.scene = new MainScene();
```
# 下一章节
- [创建实体与组件](create_entity_component.md)
- [创建系统](system.md)
- [全局时间Time](time.md)
- [协程Coroutine](coroutine.md)

73
docs/physics.md Normal file
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@@ -0,0 +1,73 @@
## 关于 Physics/Collision
框架中的物理不是一个真实的物理模拟。它只提供了游戏物理。您可以执行一些操作，如检测碰撞器、重叠检查、碰撞检查、扫描测试等。不是一个完整的刚体模拟。
### Colliders 物理系统的根本
没有Collider，在物理系统中什么也不会发生。 碰撞器存在于实体类中，有几种类型：BoxCollider，CircleCollider和PolygonCollider。 您可以像这样添加Collider：`entity.addComponent(new BoxCollider())`. 将碰撞器添加到Entity时，它们会自动添加到SpatialHash中。
### SpatialHash：你永远不会用到它，但它仍然对你很重要
SpatialHash类是一个隐藏类，该类为您的游戏全局管理 `collider`。静态物理类是SpatialHash的公共包装器。 SpatialHash没有设置大小限制，用于快速进行碰撞/线投射/重叠检查。例如，如果你有一个英雄在世界各地移动，而不必检查每个对撞机（可能是数百个）是否发生碰撞，则只需向SpatialHash询问英雄附近的所有collider即可。这大大缩小了您的碰撞检查范围。
SpatialHash有一个可配置的方面，它可以极大地影响其性能：单元大小。 SpatialHash将空间分成一个网格，选择适当的网格大小可以将可能发生的碰撞查询减到最少。默认情况下，网格大小为100像素。您可以通过在创建场景之前设置`Physics.SpatialHashCellSize`来更改此设置。选择比您的平均玩家/敌人人数稍大的尺寸通常效果最佳。
### Physics 类
物理类是物理的核心类。 您可以设置一些属性，例如前面提到的spatialHashCellSize，raycastsHitTriggers和raycastsStartInColliders。
- linecast：从开始到结束投射一条线，并返回与layerMask相匹配的碰撞器的第一次命中
- overlapRectangle：检查是否有任何collider在矩形区域内
- overlapCircle：检查是否有任何collider在圆形区域内
- boxcastBroadphase：返回边界与collider.bounds相交的所有碰撞器。 请注意，这是一个broadphase检查，因此它只检查边界，不执行单个碰撞器到碰撞器的检查！
会注意到上面提到的layerMask。 layerMask允许您确定与哪些碰撞器碰撞。 每个collider都可以设置其物理层，以便在查询物理系统时可以选择仅检索与传入的layerMask匹配的对撞机。 所有物理方法都接受默认为所有图层的图层蒙版参数。 使用此选项可以过滤冲突检查，并通过不执行不必要的冲突检查来使性能保持最佳状态。
### 使用物理系统
射线检测对于检查敌人的视线、探测实体的空间环境、快速移动的子弹等各种事情都非常有用。下面是一个从头到尾投射线条的示例，如果击中某个物体，它只会记录数据：
```ts
const hit = Physics.linecast( start, end );
if( hit.Collider != null )
console.log( `ray hit ${hit}, entity: {hit.collider.entity}`);
```
我们使用了一些更先进的碰撞/重叠检查方法，如Minkowski和、分离轴定理和古老的三角法。这些都被包装在Collider类上的简单易用的方法中。让我们看一些例子。
第一个例子是处理碰撞的最简单方法。deltaMovement是您希望移动实体的量，通常是velocity*Time.deltaTime. collidesWithAny方法将检查所有碰撞并调整deltaMovement以解决任何碰撞。
```ts
// 碰撞结果将包含一些非常有用的信息，例如被撞的collider，表面命中的法线和最小平移矢量（MTV）。 MTV可用于将碰撞实体直接移动到命中的碰撞器附近。
let collisionResult = null;
// 进行检查以查看entity.getComponent(Collider)（实体上的第一个碰撞器）是否与场景中的任何其他碰撞器发生碰撞。请注意，如果您有多个碰撞器，则可以获取并遍历它们，而不是仅检查第一个碰撞器。
if( entity.getComponent(Collider).collidesWithAny( deltaMovement, collisionResult ) )
{
// 记录CollisionResult。 您可能需要使用它来添加一些粒子效果或与您的游戏相关的任何其他内容。
console.log( `collision result: ${collisionResult}` );
}
// 将实体移到新位置。 已经调整了deltaMovement为我们解决冲突。
entity.position = Vector2.add(entity.position, deltaMovement);
```
如果您需要对碰撞发生时的情况进行更多控制，则也可以手动检查是否与其他collider发生碰撞。 请注意，执行此操作时，deltaMovement不会为您调整。 解决冲突时，您需要考虑最小平移矢量。
```ts
let collisionResult = null;
// 进行检查以查看entity.getComponent<Collider>是否与一些其他Collider发生碰撞
if( entity.getComponent(Collider).collidesWith( someOtherCollider, deltaMovement, collisionResult ) )
{
// 将实体移动到与命中Collider相邻的位置，然后记录CollisionResult
entity.position = Vector2.add(entity.position, Vector2.substract(deltaMovement, collisionResult.minimumTranslationVector));
console.log( `collision result: ${collisionResult}` );
}
```
我们可以使用前面提到的Physics.boxcastBroadphase方法或更具体地讲，将自身排除在查询之外的版本，使上述示例更进一步。 该方法将为我们提供场景中所有在我们附近的collider，然后我们可以使用这些对撞机进行实际的碰撞检查。
```ts
// 在我们自身以外的位置获取可能与之重叠的任何东西
let neighborColliders = Physics.boxcastBroadphaseExcludingSelf( entity.getComponent(Collider) );
// 遍历并检查每个对撞机是否重叠
for( let collider of neighborColliders )
{
if( entity.getComponent(Collider).overlaps( collider ) )
console.log( `我们正在重叠一个collider : ${collider}` );
}
```