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Unity ECS小知识1 - PhysicsTrigger Event

article 2025/9/13 18:25:19

Unity ECS 小知识1 - PhysicsTrigger Event

ECS套件学习过程中会遇到各种问题，专门开辟一个专题“ECS小知识”来记录这些点滴。每个小知识文章是没有先后顺序的，这里是第一篇 - 物理触发器。

小知识的所有Demo，都是使用ECS 0.50+的版本。具体不多做阐述，具体如何安装ECS环境，可以看我之前的文章 - Unity DOTS 学习笔记1 - ECS 0.50介绍和安装

那么用例开始。

场景环境搭建

在这里插入图片描述
如图：
我们创建一个EventDemo场景

Scene

创建Scene，一个空的GameObject。并勾选ConvertToEntity，勾选后会自动添加ConvertToEntity脚本。
在这里插入图片描述

然后在里面放置Plane（地板），CubeA（蓝色，触发器），CubeB（绿色）。
我们的运行后，绿色的盒子会重力往下落下，通过蓝色（触发器）的时候，Debug.Log会输出TriggerEnter、TriggerStay，TriggerExit 的各种事件。

Plane

在这里插入图片描述
我们创建Cube，并给他添加PhysicsShape和PhysicsBody组件。
这里我们只用设置PhysicsBody为Static。其他组件和属性默认就可以。

CubeB

在这里插入图片描述
我们也是和上面一样加物理的两个组件。
因为CubeB需要自由落体，所以PhysicsBody的MotionType为Dynamic默认的设置就可以了。

CubeA

在这里插入图片描述

CubeA因为是触发器，所以我们修改PhysicsShape的的Collision Response为Raise Trigger Events（收集触发器事件）。并且是不受重力影响的，Physics Body的MotionType改为Kinematic。

开始编写Demo

我们先分析下代码片段：

Tag

我们看到上面的触发器CubeA上有一个TriggerTag，这个就是标识这个对象是触发器，后面用到。

[GenerateAuthoringComponent]
public struct TriggerTag : IComponentData
{
}

System

下来是TriggerEventSystem类，和所有的System类编写一样，继承自SystemBase。

OnCreate

BeginInitializationEntityCommandBufferSystem entityCommandBufferSystem;StepPhysicsWorld m_StepPhysicsWorldSystem;EntityQuery m_TriggerGroup;protected override void OnCreate(){entityCommandBufferSystem = World.GetOrCreateSystem<BeginInitializationEntityCommandBufferSystem>();m_StepPhysicsWorldSystem = World.GetOrCreateSystem<StepPhysicsWorld>();m_TriggerGroup = GetEntityQuery(new EntityQueryDesc{All = new ComponentType[]{typeof(TriggerTag)}});}

OnCreate里我们还是获取了三个常用对象。
entityCommandBufferSystem - 命令缓冲系统对象
m_StepPhysicsWorldSystem - 物理系统进程对象
m_TriggerGroup - 一个查询对象

OnUpdate

既然是System必然少不了Update函数，我们来看看这个函数里做了什么。
首先通过CalculateEntityCount函数查询了带有TriggerTag的对象数量，如果是0就没必要继续了。

我们先看下创建TriggerEventJob的部分。

		//检测 - 为了进入var job1 = new TriggerEventJob{frame = _frame,TriggerGroup = GetComponentDataFromEntity<TriggerTag>(true),StateGroup = GetComponentDataFromEntity<TriggerState>(),CommandBuffer = ecb}.Schedule(m_StepPhysicsWorldSystem.Simulation, Dependency);job1.Complete();

这部分创建了一个Job任务，传入的参数有4个，分别是

frame - 当前帧
TriggerGroup - 所有的带有TriggerTag的数组，因为job里不需要修改，所以要是只读的True。
StateGroup - 所有带有TriggerState组件的数组。（这个后面讲到做什么的）
CommandBuffer - 命令缓存对象。

我们再来分析Job的重点。
TriggerEventJob结构体，继承自ECS的ITriggerEventsJob，这个就是触发器的关键了。

	[BurstCompile]struct TriggerEventJob : ITriggerEventsJob{[ReadOnly] public int frame;[ReadOnly] public ComponentDataFromEntity<TriggerTag> TriggerGroup;public ComponentDataFromEntity<TriggerState> StateGroup;public EntityCommandBuffer.ParallelWriter CommandBuffer;public void Execute(TriggerEvent triggerEvent){Entity entityA = triggerEvent.EntityA;Entity entityB = triggerEvent.EntityB;bool isBodyATrigger = TriggerGroup.HasComponent(entityA);bool isBodyBTrigger = TriggerGroup.HasComponent(entityB);// 如果触发器和触发器相撞就返回if (isBodyATrigger && isBodyBTrigger)return;//判断触发器碰撞的目标Entity entityTarget = isBodyATrigger ? entityB : entityA;if (StateGroup.HasComponent(entityTarget)){//如果被碰撞的有State，说明已经触发了var component = StateGroup[entityTarget];component.stay_frame = this.frame;StateGroup[entityTarget] = component;//Debug.Log("JOB : " +entityTarget.Index + " - stay -" + this.frame);}else{CommandBuffer.AddComponent(0, entityTarget, new TriggerState() { enter_frame = this.frame , stay_frame = 0 });//Debug.Log(entityTarget.Index+" - enter -"+ this.frame);}//Debug.Log(entityA.Index + " - " + entityB.Index);}}

传入的4个变量对应TriggerEventJob类里的变量，是只读的必须设置好，牵扯到执行效率的事情不能马虎。
执行部分，可以获取到EntitytA和EntityB，这两个对象就是触发器必然会得到的两个对象，那么至少会有一个是触发器。

接下来通过TriggerGroup.HasComponent判断是否数组中有A和B。

			if (isBodyATrigger && isBodyBTrigger)return;

这个if是判断，如果两个都是触发器就返回，因为我们这个用例不需要用触发器去碰触发器。

到这里其实我们运行后，其实已经可以检测到了。但是因为我们想让盒子进入触发器的时候最好能得到一个TriggerEnter、TriggerStay、TriggerExit的事件。网上找了一下，发现并没有此类接口（这里无数匹马儿在草原上飞奔）。

为了本Demo，和找到一些网友的办法，有了一个思路，所以创建了下面的组件。

using Unity.Entities;
[GenerateAuthoringComponent]
public struct TriggerState : IComponentData
{public int enter_frame;public int stay_frame;
}

然后Job加一些代码

			if (StateGroup.HasComponent(entityTarget)){//如果被碰撞的有State，说明已经触发了var component = StateGroup[entityTarget];component.stay_frame = this.frame;StateGroup[entityTarget] = component;//Debug.Log("JOB : " +entityTarget.Index + " - stay -" + this.frame);}else{CommandBuffer.AddComponent(0, entityTarget, new TriggerState() { enter_frame = this.frame , stay_frame = 0 });//Debug.Log(entityTarget.Index+" - enter -"+ this.frame);}

接下来的entityTarget，我们就获得的是碰撞的目标（不带有触发器的那个Cube）。
StateGroup就是所有的TriggerState对象数组，是OnUpdate创建Job时传入的。

我们判断的目标是否带有TriggerState，如果没有，那么添加，把frame给enter_frame，stat_frame为0，这样的目的就是为了让我们知道，带有这个组件，并且stay_frame为0就是TriggerEnter事件。

如果存在TriggerState组件，那么肯定就是一直在触发，所以我们更新stay_frame为frame。

这样Job的所有代码就处理完毕了。

我们接着看OnUpdate函数。

		//判断_frame , 这个foreach必须放在下面的job1前面，因为添加TriggerState后就到下一帧了。Entities.WithAll<TriggerState>().WithBurst().ForEach((Entity ent, in TriggerState state) =>{if (state.stay_frame == 0){//这些是刚进入的EnterUnityEngine.Debug.Log("Enter :" + ent.Index);}}).ScheduleParallel(Dependency).Complete();

首先就是获取到所有的TriggerState，如果他们的stay_frame是0，那么就是第一次进入触发，所以就是TriggerEnter。

在Job任务的后面

		//检测是否stay和exit ， 放在job1的后面是因为需要更新一次stay_frame,然后检测是否和当前_frame一样Entities.WithAll<TriggerState>().WithBurst().ForEach((Entity ent, in TriggerState state) =>{//UnityEngine.Debug.Log("f :" + state.enter_frame + " - " + state.stay_frame + " - " + _frame);if (state.stay_frame == _frame){//这些是stayUnityEngine.Debug.Log($"stay : {ent.Index}");}else{//退出的exitUnityEngine.Debug.Log($"Exit : {ent.Index}");ecb.RemoveComponent<TriggerState>(0, ent);}}).ScheduleParallel(Dependency).Complete();

这里我们又获取了一次TriggerState，我们判断了如果stay_frame是当前帧，那么就是TriggerStay，其他的就是TriggerExit里，这里我们要移除TriggerState组件。

这里稍微有点复杂，为什么要获取两次TriggerState？
。。。。。

using Unity.Burst;
using Unity.Collections;
using Unity.Entities;
using Unity.Jobs;
using Unity.Physics;
using Unity.Physics.Systems;
using UnityEngine;[GenerateAuthoringComponent]
public struct TriggerTag : IComponentData
{
}[UpdateInGroup(typeof(FixedStepSimulationSystemGroup))]
[UpdateAfter(typeof(ExportPhysicsWorld))]
[UpdateBefore(typeof(EndFramePhysicsSystem))]
public partial class TriggerEventSystem : SystemBase
{BeginInitializationEntityCommandBufferSystem entityCommandBufferSystem;StepPhysicsWorld m_StepPhysicsWorldSystem;EntityQuery m_TriggerGroup;protected override void OnCreate(){entityCommandBufferSystem = World.GetOrCreateSystem<BeginInitializationEntityCommandBufferSystem>();m_StepPhysicsWorldSystem = World.GetOrCreateSystem<StepPhysicsWorld>();m_TriggerGroup = GetEntityQuery(new EntityQueryDesc{All = new ComponentType[]{typeof(TriggerTag)}});}[BurstCompile]struct TriggerEventJob : ITriggerEventsJob{[ReadOnly] public int frame;[ReadOnly] public ComponentDataFromEntity<TriggerTag> TriggerGroup;public ComponentDataFromEntity<TriggerState> StateGroup;public EntityCommandBuffer.ParallelWriter CommandBuffer;public void Execute(TriggerEvent triggerEvent){Entity entityA = triggerEvent.EntityA;Entity entityB = triggerEvent.EntityB;bool isBodyATrigger = TriggerGroup.HasComponent(entityA);bool isBodyBTrigger = TriggerGroup.HasComponent(entityB);// 如果触发器和触发器相撞就返回if (isBodyATrigger && isBodyBTrigger)return;//判断触发器碰撞的目标Entity entityTarget = isBodyATrigger ? entityB : entityA;if (StateGroup.HasComponent(entityTarget)){//如果被碰撞的有State，说明已经触发了var component = StateGroup[entityTarget];component.stay_frame = this.frame;StateGroup[entityTarget] = component;//Debug.Log("JOB : " +entityTarget.Index + " - stay -" + this.frame);}else{CommandBuffer.AddComponent(0, entityTarget, new TriggerState() { enter_frame = this.frame , stay_frame = 0 });//Debug.Log(entityTarget.Index+" - enter -"+ this.frame);}//Debug.Log(entityA.Index + " - " + entityB.Index);}}protected override void OnStartRunning(){base.OnStartRunning();this.RegisterPhysicsRuntimeSystemReadOnly();}protected override void OnUpdate(){if (m_TriggerGroup.CalculateEntityCount() == 0){return;}int _frame = UnityEngine.Time.frameCount;var ecb = entityCommandBufferSystem.CreateCommandBuffer().AsParallelWriter();//Debug.Log("frame1:" + _frame);//判断_frame , 这个foreach必须放在下面的job1前面，因为添加TriggerState后就到下一帧了。Entities.WithAll<TriggerState>().WithBurst().ForEach((Entity ent, in TriggerState state) =>{if (state.stay_frame == 0){//这些是刚进入的EnterUnityEngine.Debug.Log("Enter :" + ent.Index);}}).ScheduleParallel(Dependency).Complete();//检测 - 为了进入var job1 = new TriggerEventJob{frame = _frame,TriggerGroup = GetComponentDataFromEntity<TriggerTag>(true),StateGroup = GetComponentDataFromEntity<TriggerState>(),CommandBuffer = ecb}.Schedule(m_StepPhysicsWorldSystem.Simulation, Dependency);job1.Complete();//检测是否stay和exit ， 放在job1的后面是因为需要更新一次stay_frame,然后检测是否和当前_frame一样Entities.WithAll<TriggerState>().WithBurst().ForEach((Entity ent, in TriggerState state) =>{//UnityEngine.Debug.Log("f :" + state.enter_frame + " - " + state.stay_frame + " - " + _frame);if (state.stay_frame == _frame){//这些是stayUnityEngine.Debug.Log($"stay : {ent.Index}");}else{//退出的exitUnityEngine.Debug.Log($"Exit : {ent.Index}");ecb.RemoveComponent<TriggerState>(0, ent);}}).ScheduleParallel(Dependency).Complete();entityCommandBufferSystem.AddJobHandleForProducer(this.Dependency);}
}

执行顺序

我们放上完整的System代码，来具体说明一下。

我们还是关注OnUpdate函数，注意这个顺序。
首先frame是当前帧率，给Job传入的目的是为了记录Enter的帧率值，Stay的帧率值。
因为在Job里我们智能通过CommandBuffer来添加组件，所以是在OnUpdate运行之后进行的。所以我们要把第一个ForEach获得EnterTrigger的代码放在Job前面，否则会出现OnUpdate后添加了组件TriggerState后，再次进入OnUpdate后因为已经有了TriggerState组件，Job里又把stay_from改为了最新的frame，导致无法获得Enter事件，这也就是为什么获得TriggerEnter要在Job之前获得。

Job之后的ForEach就好理解了，Job每次传入最新的frame，在Job运行完毕后，我们查看到的stay_frame如果也是最新的，说明还在stay状态。如果不同，那么说明Job里面没有更新stay的值，所以就是Exit了。