Minha estrutura de mecanismo de jogo favorita é a interface e o objeto <-> modelo de componente usando mensagens para comunicação entre quase todas as partes.
Você tem várias interfaces para as principais partes do mecanismo, como o gerenciador de cenas, o carregador de recursos, o áudio, o renderizador, a física etc.
Eu tenho o gerente de cena encarregado de todos os objetos na cena / mundo 3D.
Objeto é uma classe muito atômica, contendo apenas algumas coisas comuns a quase tudo em sua cena. No meu mecanismo, a classe de objeto mantém apenas posição, rotação, uma lista de componentes e um ID exclusivo. O ID de cada objeto é gerado por um int estático, de modo que nenhum objeto tenha o mesmo ID; isso permite que você envie mensagens para um objeto por seu ID, em vez de precisar de um ponteiro para o objeto.
A lista de componentes no objeto é o que fornece a esses objetos as principais propriedades. Por exemplo, para algo que você pode ver no mundo 3D, você daria ao seu objeto um componente de renderização que contém as informações sobre a malha de renderização. Se você deseja que um objeto possua física, daria a ele um componente de física. Se você quiser que algo atue como uma câmera, forneça um componente para ela. A lista de componentes pode continuar indefinidamente.
A comunicação entre interfaces, objetos e componentes é fundamental. No meu mecanismo, tenho uma classe de mensagem genérica que contém apenas um ID exclusivo e um ID do tipo de mensagem. O ID exclusivo é o ID do objeto para o qual você deseja que a mensagem e o ID do tipo de mensagem é usado pelo objeto que recebe a mensagem para que ele saiba que tipo de mensagem é.
Os objetos podem manipular a mensagem, se necessário, e podem passar a mensagem para cada um de seus componentes, e os componentes geralmente fazem coisas importantes com a mensagem. Por exemplo, se você deseja alterar a posição do objeto e enviar uma mensagem SetPosition ao objeto, o objeto pode atualizar sua variável de posição ao receber a mensagem, mas o componente de renderização pode precisar de uma mensagem para atualizar a posição da malha de renderização e o componente físico pode precisar da mensagem para atualizar a posição do corpo físico.
Aqui está um layout muito simples do gerenciador de cenas, objeto e componente e fluxo de mensagens, que criei em cerca de uma hora, escrito em C ++. Quando executada, define a posição em um objeto e a mensagem passa pelo componente de renderização e recupera a posição do objeto. Aproveitar!
Além disso, eu escrevi uma versão em C # e uma versão em Scala do código abaixo para qualquer pessoa que seja fluente naqueles e não em 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';
}