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战斗系统架构：为什么游戏战斗适合ECS架构?

news 2025/10/18 8:35:09

"游戏战斗"是游戏项目中的核心设计。最近10年，基本上我们游戏项目的战斗系统，无论是服务端与客户端，都是基于ECS模式来进行设计。(补充说明: 这里的ECS，不特指Unity (DOTS)或某个引擎的特指工具集，而是一种架构与设计)。游戏战斗是最符合ECS的设计思想与模式的，在一个世界里面来对所有的战斗单元进行迭代计算。

对惹，这里有一个游戏开发交流小组，希望大家可以点击进来一起交流一下开发经验呀

1: 主流游戏战斗系统的需求分析

1: 游戏世界，负责游戏的逻辑管理，游戏的进程管理，负责游戏战斗单元的管理;

2: 游戏世界中的角色：玩家(主角，其它玩家角色，小兵队友等)，敌人(近战小怪，远战小怪，精英怪，Boss怪等)，道具(戒子，宝石，加速鞋等)，传送门，NPC(任务NPC, 商城兑换NPC等)，游戏子弹等。

3: 游戏中的技能与Buff，通过技能来驱动动作动画+伤害计算。通过Buff来改变计算时候的一些属性，能让不同装备,道具等情况下的角色获得不一样的数值体验。

4: 游戏的目标与决策，挑战中敌人如何决策能给玩家造成困难，玩家操作领取特定的任务，完成特定的目标。

5: 游戏核心的战斗数值表：角色数值表，技能数值表，Buff数值，道具数值表等。

以上就是游戏中的主流战斗中的核心需求与核心数据。游戏战斗的本质，移动行走，播放动画+套数值计算公式，过程中获得道具or奖励加Buff来提升数值能力。最后完成目标or任务，一阶段结束。

2: ECS设计模式的概述

概念1: Entity，游戏世界中的角色实体，是由多个不同功能的数据组件组成。(不同于游戏引擎中的GameObject or Node)。

概念2: Component，组成Entity的数据组件，这里没有任何逻辑，只有特定功能需要用到的数据。

概念3：System，游戏世界中完成特定功能的核心迭代计算。每个不同功能都是一个独立的System迭代计算。

概念4: World: 游戏世界，管理所有的Entity, World的Update中迭代所有的战斗逻辑System的迭代计算。管理好游戏进程，游戏暂停，游戏Entity。World基于某场战斗的一个单例，及每场游戏战斗有只有一个World。

3: 如何基于ECS来设计核心战斗

基于ECS战斗的核心流程：

步骤1: 创建游戏战斗世界对象，用来管理本场战斗;

步骤2: 根据地图 or网络消息，来创建游戏战斗单元与角色;

步骤3：创建游戏玩家控制角色;

步骤4：开启游戏世界的逻辑迭代;

每个战斗单元的Entity设计，每个组件为特定功能迭代需要的数据，伪代码如下：

export class BaseEntity {    public worldId: number = -1; // 角色在世界里面的Id;    // 各个与战斗相关的组件    public uInfo: CharactorInfoComponent; // 角色的相关信息    public uTransform: TransformComponent; // 位置旋转    public uStatus: StatusComponent; // 玩家的状态数据相关;    public uNav: NavComponent; // 玩家导航中需要保存的数据;    public uSkillAndBuff: SkillAndBuffComponent; // 玩家释放技能与Buff相关数据;    public uRvo: RVOComponent;    public uAStarNav: AStarComponent; // 玩家A*寻路的时候需要保存的导航的数据;    public uProps: PropsComponent; // 玩家单机游戏需要的战斗+移动数据，帧同步+单机需要;}
export class CharactorEntity2D extends BaseEntity {    public uAnim: Anim2DComponent; // cocos节点or动画相关;    public uThink: ThinkComponent; // 角色做决策思考的组件}

worldId: 唯一表示的角色的ID;

uInfo: 存放游戏角色相关的信息，包括基础数值等;

uTransform: 角色在地图中的位置+朝向;

uStatus: 角色的状态信息;

uSkillAndBuff: 角色技能与Buff的核心数据;

uRvo: 角色做动态壁障需要用到的数据;

uAStarNav: 角色基于AStar地图的寻路与导航所需核心数据;

uProps: 角色在战斗中的一些常用的属性数据值;

uAnim: 与游戏引擎相关显示节点的数据组件,包括GameObject,引擎动画;

...

export class CharactorInfoComponent {    public unick: string;    public job: number;    public sex: number;    public charactorId: number;    public typeId: number; // 增加一个类型id,不用每次都去计算;    public group: number = -1; // 角色属于哪个分组    public charactorData: any = null; // 增加一个角色得类型数据,减少string转int这些;}

export enum EntityType {    Hero = 1, // 英雄    Legion = 2, // 军团    MonsterAndTower = 3, // 怪物与塔    Tower = 4, // 塔    Building = 5, //建筑    Transfer = 6, // 传送门}

角色信息组件，包含了数值表中的数据,CharactorData, typeId，group分组，技能与Buff，显示节点等。其中通过CharactorData，typeId来区分不同角色的数值，通过uAnim组件区分角色的外观与显示，由不同的数值(CharactorData)+类型id+技能与Buff(uSkillAndBuff)+动画(uAnim)组合成不同角色。以此来代替传统复杂的继承体系。

在战斗世界World中，对所有的角色Entity进行管理，提供一些访问遍历这些角色Entity的接口函数，方便对战场的整体形式做好数据采集。比如周围的敌人收集等常规战斗算法与计算。方便为特定的System逻辑迭代提供访问战场特定的Entity的数据接口。

接口1: 遍历给定的某种charactorId类型的角色，如遍历所有的"影子刺客"

    public ForEachCharactorEntity(charactorId: number, func): void {                for (let worldId in this.charactors) {            let e: CharactorEntity2D = this.charactors[worldId];            if(EntityCtrlUtils.IsEntityInDied(e)) {                continue;            }            // console.log(e, e.uInfo.typeId, entityType);            if(e.uInfo.charactorId ===  charactorId) {                let ret = func(e);                if(ret < 0) { // 返回-1,停止遍历                    break;                }            }        }    }

接口2: 遍历某种类型的所有角色，如遍历敌人。

    public ForEachTypeEntity(entityType: number, func): void {                for (let worldId in this.charactors) {            let e: CharactorEntity2D = this.charactors[worldId];            if(EntityCtrlUtils.IsEntityInDied(e) ) {                continue;            }            // console.log(e, e.uInfo.typeId, entityType);            if(e.uInfo.typeId ===  entityType) {                let ret = func(e);                if(ret < 0) { // 返回-1,停止遍历                    break;                }            }        }    }

接口3: 遍历某个小团体的所有的角色,如遍历A组的所有怪物:

    public ForEachGroupEntity(group: number, func): void {        if(group === -1) { // 单独的个体分组，直接返回            return;        }        for (let worldId in this.charactors) {            let e: CharactorEntity2D = this.charactors[worldId];            if(EntityCtrlUtils.IsEntityInDied(e) ) {                continue;            }            // console.log(e, e.uInfo.typeId, entityType);            if(e.uInfo.group ===  group) {                let ret = func(e);                if(ret < 0) { // 返回-1,停止遍历                    break;                }            }        }    }

......

在战斗世界World的Update种，迭代计算每个逻辑

// 本地的迭代    protected WorldUpdate(dt: number): void {        if(this.state !== FightState.Playing) { // 游戏暂停中，不做迭代计算            return;        }        // 处理上一帧的碰撞引擎的碰撞对        BulletCalcSystem.Instance.Update(dt);        // 军团策略决策        LegionCtrlSystem.Instance.Update(dt);        // 怪物策略策略        MonsterCtrlSystem.Instance.Update(dt);        // 本地导航的迭代;        this.NavSystemUpdate(dt);        // 技能与Buff迭代        this.OnSelectSkillUpdate(dt);        this.OnSkillAndBuffUpdate(dt);        // 子弹迭代        this.OnBulletsUpdate(dt);        // 同类物体的互斥控制        EntityMutexSystem.Instance.update(dt);        // 复活需要复活的军团        this.OnReviveLegionUpdate(dt);        // 角色动画同步迭代        this.CharactorAnimStatusUpdate();        // 角色血条同步        UpdateBloodSystem.update(dt);        // 子弹,角色删除回收        this.OnDeleteEntitiesUpdate();        // end        // 传送门传送Hero        if(this.isShowTransfer) {            this.OnTransferHeroUpdate();        }        // end    }

每个功能的迭代计算，由单独的System来进行迭代和处理，相对独立，互不干扰。每新增一个功能，就增加一个相对功能的System迭代。

以怪物思考的System迭代为例子:

/**      * @zh 粗略计算怪物可以的操作。     * @example    */    public MonsterRoughMarkTaskMask() {        // var player: CharactorEntity2D = FightWorldMgr.Instance.GetPlayer();        // 标记军团每个成员，让它们根据优先级做决策;        FightWorldMgr.Instance.ForEachTypeEntity(EntityType.MonsterAndTower, (entity: CharactorEntity2D)=>{            if(entity.uStatus.status === CharactorStatus.Vertigo) { // 有晕眩Buff, 什么也不干                return 1;            }            entity.uThink.taskStateMask = EntityTaskState.BodyIdle;            if(entity.uInfo.charactorData.Range <= 0) { // 没有任何攻击属性的建筑;                return 1;            }            // 做一些决策的前置处理            this.BeforeRoughMarkForEntity(entity);            // console.log(entity.uThink.ActiveAttackEntityId);            var warFiledR = this.GetWarFiledR(entity);            var dis = Vec3.squaredDistance(entity.uTransform.pos, this.GetWarFiledCenterPos(entity));            if((entity.uThink.prevTask === EntityTaskState.GotoSpawnPoint && entity.uStatus.status === CharactorStatus.Run) ||                 dis > warFiledR * warFiledR) {                entity.uSkillAndBuff.comboCount = 0;                entity.uSkillAndBuff.comboSkillOptNode = null;                entity.uThink.ActiveAttackEntityId = -1; // 已经有敌人了，范围内的，清理仇恨列表                entity.uThink.taskStateMask |= EntityTaskState.GotoSpawnPoint;                this.EndRoughMarkForEntity(entity, EntityTaskState.GotoSpawnPoint);                return 1;            }            else if(entity.uSkillAndBuff.comboCount > 0) { // 连击没有发完，直接发                entity.uThink.taskStateMask |= EntityTaskState.AttackTarget;                entity.uThink.taskStateMask |= EntityTaskState.HasEnemySituation; // 有敌情;                entity.uThink.ActiveAttackEntityId = -1; // 已经有敌人了，范围内的，清理仇恨列表                this.EndRoughMarkForEntity(entity, EntityTaskState.AttackTarget);            }            else if(EntityCtrlUtils.IsEntityInAttacking(entity)) {                 entity.uThink.taskStateMask |= EntityTaskState.AttackTarget; // 攻击范围，嘲讽Buff, 警戒范围，仇恨列表                entity.uThink.taskStateMask |= EntityTaskState.HasEnemySituation; // 有敌情;                entity.uThink.ActiveAttackEntityId = -1; // 已经有敌人了，范围内的，清理仇恨列表                this.EndRoughMarkForEntity(entity, EntityTaskState.AttackTarget);                return 1;            }            else if(EntityCtrlUtils.HasEnemyInEntityVisionWithCached(entity, [EntityType.Hero, EntityType.Legion])) {                entity.uThink.taskStateMask |= EntityTaskState.AttackTarget; // 攻击范围，嘲讽Buff, 警戒范围，仇恨列表                entity.uThink.taskStateMask |= EntityTaskState.HasEnemySituation; // 有敌情;                entity.uThink.ActiveAttackEntityId = -1; // 已经有敌人了，范围内的，清理仇恨列表                this.EndRoughMarkForEntity(entity, EntityTaskState.AttackTarget);                return 1;            }            else if(entity.uThink.ActiveAttackEntityId !== -1) { // 最后才是单独的处理仇恨列表                var target = FightWorldMgr.Instance.GetEntityById(entity.uThink.ActiveAttackEntityId);                if(target && !EntityCtrlUtils.IsEntityInDied(target)) {                    // entity.uThink.taskStateMask |= EntityTaskState.AttackFightMeEntity;                    // this.EndRoughMarkForEntity(entity, EntityTaskState.AttackFightMeEntity);                    // console.log("yes it is AttackFightMeEntity");                    entity.uThink.taskStateMask |= EntityTaskState.AttackTarget                    entity.uThink.taskStateMask |= EntityTaskState.HasEnemySituation; // 有敌情;                    this.EndRoughMarkForEntity(entity, EntityTaskState.AttackTarget);                    return 1;                }                entity.uThink.ActiveAttackEntityId = -1;            }            /*else if(EntityCtrlUtils.HasMateInEntityVisionWithCached(entity, [EntityType.MonsterAndTower])) {                entity.uThink.taskStateMask |= EntityTaskState.HelpMate;                this.EndRoughMarkForEntity(entity, EntityTaskState.HelpMate);                return 1;            }*/            return 1;                    });// end    }
    /**      * @zh 执行军团成员的每个操作。     * @example    */    public MonsterDoActionUpdate(dt: number): void {        FightWorldMgr.Instance.ForEachTypeEntity(EntityType.MonsterAndTower, (entity: CharactorEntity2D)=>{            this.DoMonsterEntityHightPriorityAction(entity, dt);        });// end        FightWorldMgr.Instance.ForEachTypeEntity(EntityType.MonsterAndTower, (entity: CharactorEntity2D)=>{            this.DoMonsterEntityLowPriorityAction(entity, dt);        });// end    }        public Update(dt: number) {        // 粗略标记敌人可以做的任务决策        MonsterCtrlSystem.Instance.MonsterRoughMarkTaskMask();        // end        // 分析处理是否要帮助队友        MonsterCtrlSystem.Instance.MonsterRoughMarkHelpMeta();        // end        // 执行决策        MonsterCtrlSystem.Instance.MonsterDoActionUpdate(dt);        // end    }