Моя любимая структура игрового движка - это компонентная модель интерфейса и объекта <->, использующая обмен сообщениями для связи практически между всеми частями.
У вас есть несколько интерфейсов для основных частей движка, таких как менеджер сцены, загрузчик ресурсов, аудио, рендер, физика и т. Д.
У меня есть менеджер сцены, отвечающий за все объекты в 3D сцене / мире.
Объект - это очень атомарный класс, содержащий всего несколько вещей, которые являются общими для почти всей вашей сцены. В моем движке класс объекта содержит только положение, вращение, список компонентов и уникальный идентификатор. Идентификатор каждого объекта генерируется статическим int, так что никакие два объекта не будут иметь одинаковые идентификаторы, что позволяет отправлять сообщения объекту по его идентификатору, а не указывать на объект.
Список компонентов на объекте - это то, что дает объектам основные свойства. Например, для чего-то, что вы можете видеть в трехмерном мире, вы бы дали своему объекту компонент рендеринга, который содержит информацию о сетке рендеринга. Если вы хотите, чтобы объект имел физику, вы бы дали ему физический компонент. Если вы хотите, чтобы что-то действовало как камера, добавьте в нее компонент камеры. Список компонентов можно продолжать и продолжать.
Связь между интерфейсами, объектами и компонентами является ключевой. В моем движке у меня есть общий класс сообщений, который содержит только уникальный идентификатор и идентификатор типа сообщения. Уникальный идентификатор - это идентификатор объекта, к которому вы хотите отправить сообщение, а идентификатор типа сообщения используется объектом, получающим сообщение, чтобы он знал, к какому типу это относится.
Объекты могут обрабатывать сообщение, если они нуждаются, и они могут передавать сообщение каждому из своих компонентов, и компоненты часто будут делать важные вещи с сообщением. Например, если вы хотите изменить положение объекта и отправить ему сообщение SetPosition, объект может обновить свою переменную положения, когда он получает сообщение, но компоненту рендеринга может потребоваться сообщение, чтобы обновить положение сетки рендеринга, и физическому компоненту может потребоваться сообщение для обновления положения физического тела.
Вот очень простая компоновка менеджера сцены, объекта и компонента, а также потока сообщений, которую я написал примерно за час, написанная на C ++. При запуске он устанавливает позицию на объекте, и сообщение проходит через компонент рендеринга, а затем извлекает позицию из объекта. Наслаждайтесь!
Кроме того , я написал C # версию и Scala версию кода ниже для тех, кто может быть свободно в тех , а не C ++.
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <list>
#include <map>
using namespace std;
struct Vector3
{
public:
Vector3() : x(0.0f), y(0.0f), z(0.0f)
{}
float x, y, z;
};
enum eMessageType
{
SetPosition,
GetPosition,
};
class BaseMessage
{
protected: // Abstract class, constructor is protected
BaseMessage(int destinationObjectID, eMessageType messageTypeID)
: m_destObjectID(destinationObjectID)
, m_messageTypeID(messageTypeID)
{}
public: // Normally this isn't public, just doing it to keep code small
int m_destObjectID;
eMessageType m_messageTypeID;
};
class PositionMessage : public BaseMessage
{
protected: // Abstract class, constructor is protected
PositionMessage(int destinationObjectID, eMessageType messageTypeID,
float X = 0.0f, float Y = 0.0f, float Z = 0.0f)
: BaseMessage(destinationObjectID, messageTypeID)
, x(X)
, y(Y)
, z(Z)
{
}
public:
float x, y, z;
};
class MsgSetPosition : public PositionMessage
{
public:
MsgSetPosition(int destinationObjectID, float X, float Y, float Z)
: PositionMessage(destinationObjectID, SetPosition, X, Y, Z)
{}
};
class MsgGetPosition : public PositionMessage
{
public:
MsgGetPosition(int destinationObjectID)
: PositionMessage(destinationObjectID, GetPosition)
{}
};
class BaseComponent
{
public:
virtual bool SendMessage(BaseMessage* msg) { return false; }
};
class RenderComponent : public BaseComponent
{
public:
/*override*/ bool SendMessage(BaseMessage* msg)
{
// Object has a switch for any messages it cares about
switch(msg->m_messageTypeID)
{
case SetPosition:
{
// Update render mesh position/translation
cout << "RenderComponent handling SetPosition\n";
}
break;
default:
return BaseComponent::SendMessage(msg);
}
return true;
}
};
class Object
{
public:
Object(int uniqueID)
: m_UniqueID(uniqueID)
{
}
int GetObjectID() const { return m_UniqueID; }
void AddComponent(BaseComponent* comp)
{
m_Components.push_back(comp);
}
bool SendMessage(BaseMessage* msg)
{
bool messageHandled = false;
// Object has a switch for any messages it cares about
switch(msg->m_messageTypeID)
{
case SetPosition:
{
MsgSetPosition* msgSetPos = static_cast<MsgSetPosition*>(msg);
m_Position.x = msgSetPos->x;
m_Position.y = msgSetPos->y;
m_Position.z = msgSetPos->z;
messageHandled = true;
cout << "Object handled SetPosition\n";
}
break;
case GetPosition:
{
MsgGetPosition* msgSetPos = static_cast<MsgGetPosition*>(msg);
msgSetPos->x = m_Position.x;
msgSetPos->y = m_Position.y;
msgSetPos->z = m_Position.z;
messageHandled = true;
cout << "Object handling GetPosition\n";
}
break;
default:
return PassMessageToComponents(msg);
}
// If the object didn't handle the message but the component
// did, we return true to signify it was handled by something.
messageHandled |= PassMessageToComponents(msg);
return messageHandled;
}
private: // Methods
bool PassMessageToComponents(BaseMessage* msg)
{
bool messageHandled = false;
auto compIt = m_Components.begin();
for ( compIt; compIt != m_Components.end(); ++compIt )
{
messageHandled |= (*compIt)->SendMessage(msg);
}
return messageHandled;
}
private: // Members
int m_UniqueID;
std::list<BaseComponent*> m_Components;
Vector3 m_Position;
};
class SceneManager
{
public:
// Returns true if the object or any components handled the message
bool SendMessage(BaseMessage* msg)
{
// We look for the object in the scene by its ID
std::map<int, Object*>::iterator objIt = m_Objects.find(msg->m_destObjectID);
if ( objIt != m_Objects.end() )
{
// Object was found, so send it the message
return objIt->second->SendMessage(msg);
}
// Object with the specified ID wasn't found
return false;
}
Object* CreateObject()
{
Object* newObj = new Object(nextObjectID++);
m_Objects[newObj->GetObjectID()] = newObj;
return newObj;
}
private:
std::map<int, Object*> m_Objects;
static int nextObjectID;
};
// Initialize our static unique objectID generator
int SceneManager::nextObjectID = 0;
int main()
{
// Create a scene manager
SceneManager sceneMgr;
// Have scene manager create an object for us, which
// automatically puts the object into the scene as well
Object* myObj = sceneMgr.CreateObject();
// Create a render component
RenderComponent* renderComp = new RenderComponent();
// Attach render component to the object we made
myObj->AddComponent(renderComp);
// Set 'myObj' position to (1, 2, 3)
MsgSetPosition msgSetPos(myObj->GetObjectID(), 1.0f, 2.0f, 3.0f);
sceneMgr.SendMessage(&msgSetPos);
cout << "Position set to (1, 2, 3) on object with ID: " << myObj->GetObjectID() << '\n';
cout << "Retreiving position from object with ID: " << myObj->GetObjectID() << '\n';
// Get 'myObj' position to verify it was set properly
MsgGetPosition msgGetPos(myObj->GetObjectID());
sceneMgr.SendMessage(&msgGetPos);
cout << "X: " << msgGetPos.x << '\n';
cout << "Y: " << msgGetPos.y << '\n';
cout << "Z: " << msgGetPos.z << '\n';
}