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What's hot
What's hot (20)
Similar to Component basedgameenginedesign
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Component basedgameenginedesign
- 1. Component based game engine design @DADA246
- 2. 自己紹介 • ゲームプログラマやってます • 低レベルから GPU,web,DB まで幅広く書いて ます • Steam,Origin,iPad で海外ゲームを遊んでいま す • Starcraft2 hots 楽しいですね
- 3. はじめに • 今回の話は 1999 ～ 2003 年付近で議論さ れていたものです • 特に新しい話ではありません • ゲームごとに最適な設計は異なるので、 今回の話が正しい設計ということではあ りません
- 5. Entity • プレイヤーや敵などを表現する • Game Object とも呼ばれる class Entity { public: void Update(float time); void Render(); }
- 6. 継承 • 継承で Entity を構築した場合
- 7. 継承問題 • 継承はハードコーディングなので、変化に 弱い • FPS にて、ゲームデザイナーから 「弾を操作したい」と言われたら？ 例： Unreal Tournament Redeemer → 撃った弾を操作出来る
- 8. 継承の追加 • 弾を操作したいため、弾クラスを継承し て「操作可能な弾クラス」を作る →Player クラスと似たクラスが出来てしまう → 継承をコーディング しなければならない → コンパイルも必要
- 9. 継承問題 • ゲーム開発には試行錯誤が必要 → 開発が終盤になるほど継承関係を変更す る手間が増える • Entity の種類が増えると基底クラスの機能 が肥大化する
- 10. has-a • 継承を避ける →is-a ではなく、 has-a にする
- 12. Entity • Entity はユニークな ID とコンポーネント のリストを持つ → ユニークな ID はコンポーネント管理クラ スからコンポーネントを参照するときに 使う class Entity { private: int32_t id; std::list<component*> componentList; }
- 13. Entity の構築 • コンパイル時ではなく、実行時に Entity の 種類が決まる auto pPlayer = new Entity(); pPlayer->RegisterComponent(new Human()); pPlayer->RegisterComponent(new Player());
- 14. Data Driven • Entity の構築はコードに書かなくても良い <Entity> <Name>Player</Name> <Component>Human</Component> <Component>Player</Component> </Entity> { “Name”:”Player”, “Component”:[“Human”,”Player”] }
- 15. ゲームエディタ • ゲームエディタの入力から Entity を構築す る → ゲームデザイナが Entity を構築できる → コンポーネントの組み合わせで多様な Entity を生成出来る
- 17. コンポーネントの例 • Input( コントローラー入力 ) • Updatable • Renderable • Physics • Collision • Motion • Actor • Audio • Network • AI • Health( 体力 ) …
- 18. コンポーネントの組み合わせ • 賑やかしのための NPC →Collision を外して軽量化する • 壁 →Updatable を外して軽量化する • 音の発生地点 →Renderable を外して描画させない
- 19. LOD • コンポーネントを動的に付け外しすると 、処理負荷を下げられる 例：カメラから遠い NPC はアニメーション しない pNPC->RegisterComponent(COMPONENT_MOTION ); pNPC->UnRegisterComponent(COMPONENT_MOTION );
- 20. 更新頻度の変更 • 数フレームごとに実行される Updatable を 作ると、処理負荷を下げられる 例：ドアは 15 フレームに一度しか更新しな い auto pDoor = new Entity(); pDoor ->RegisterComponent(new DefferedUpdatable() );
- 21. 更新処理 • 継承ベースの設計でよく見かける処理 → 全 Entity の Update を呼ぶ
- 22. 更新処理 • Entity を処理するのではなく、登録されて いるコンポーネントを処理する → 全 Entity を検索する必要がなくなる
- 23. Messaging • Update 処理を抽象化してしまったら、何 を呼べば良い？ → コンポーネントに対してメッセージを投 げる → 処理負荷は掛かるが、ポインタよりも疎 結合に出来る class Component { private: Entity* pOwnerEntity; public: virtual void HandleMessage(const Message& message); }
- 24. Messaging • メッセージに対する処理を書いていく void PlayerComponent::HandleMessage(const Message& message) { switch(message.GetType() ) { defalut: break; case CREATED: // コンポーネント生成時の処理 break; case JUMP: // ジャンプ時の処理 break; case GAME_OVER: // ゲームオーバー時の処理 break; } }
- 25. Messaging • メッセージはコンポーネント間のやりと りにも使える void PlayerComponent::HandleMessage(const Message& message) { … //Entity のユニーク ID を指定してメッセージを発行 PostMessage(enemyEntityId,new Message(DAMAGE) ); // 全 Entity にメッセージを発行 BroadcastMessage(new Message(SAVE) ); … }
- 27. 実装例 • Entity にコンポーネントのリストを持たせ るパターン → 純粋なコンポーネント実装 class Entity { public: void RegisterComponent(Component* pComponent); void GetComponent(std::list<Component*> pComponentList); }
- 28. 実装例 • 処理速度を上げるために、 Update と Render はコンポーネントにしないパター ン → コンポーネント化は設計論の一つなので 、ゲームごとに最適解は異なるclass Entity { public: void Update(float time); void Render(); void RegisterComponent(Component* pComponent); void GetComponent(std::list<Component*> pComponentList); }
- 30. 実装例 • コンポーネントは C++ で書かれていなくて も良い →Entity の一部をゲームデザイナーが書く
- 31. 懸念点 • メッセージを多用すると、ポインタアクセス に比べて処理速度が落ちる → 入力処理など、処理速度が遅くても良い箇所 に限定してメッセージを使用する • データドリブンの場合、コンパイラを通せな いので、エラーが見つかりにくい → デバッグ機能を強化する • Generic なプログラムを求められる
- 32. まとめ • Entity を継承ではなく、 has-a にしてコン ポーネント化する設計もある • ゲームタイトルごとにデザイン、対象プ ラットフォーム、開発規模が違うので、 コンポーネント化が常に正しいとは限ら ない 設計手法の一つとして考慮するのも面白い と思います
- 33. 参考文献 • A Data Driven Game Object System(GDC 2002) • Theory and Practice of Game Object Component Architecture (GDC Canada 2009) • Game Engine Architecture • Game Programming Gems 4: A System for Managing Game Entities • Game Programming Gems 5: Component Based Object Management • Game Programming Gems 5: A Generic Component Library • Game Programming Gems 6: Game Object Component System • MSDN XNA Programming Guide “Application Model Overview”
- 34. Question?
- 35. ご清聴ありがとうございました