Ant 引擎的一些改进计划

我独自开发游戏已经有三个月了。这三个月里，我是 Ant Engine 唯一活跃用户，这是一个很好的机会来挖掘对于一个独立游戏开发者来说，引擎哪些地方有缺失。现阶段，我还是希望把精力放在游戏开发上多一些，所以引擎方面恰恰够用就好。虽然，完善引擎这件事做起来会更愉快，因为这些工作对于我比较顺畅，容易想清楚，游刃有余；而一个人开发游戏，更多的时候是手跟不上心而产生的烦闷。

我还是想挑战一下自己，把游戏设计好，实现好。引擎方面的事情，把想到的东西先记录一下。或许完成手头的游戏项目，沉淀更多，再回头做引擎，愉悦感更强一些。

首先，可视化编辑器 对我来说不重要。所以暂时就不维护了。我更需要的是一些快速验证眼下游戏设计中想法的功能，这些就在游戏 demo 中顺带实现就好，看起来没必要放在编辑器里。这和现阶段没有美术参与也有关系。因为对我自己做独立游戏来说，我不在乎开发进度，先做美术还是后做美术，区别不是很大。本来我自己就喜欢传统 roguelike ，几个 ascii 字符就能脑补所有的美术表现。我想，游戏原型阶段就不需要美术在编辑器里做创作了，用一些几何体就够用。这也是为什么我在三个月前最先完善的就是 Ant 引擎中预制几何体 这个功能的原因。

我在使用 Ant 引擎的时候，发现因为缺乏具体 API 文档而只能不断的阅读源代码（毕竟有很多模块不是我自己动手写的，无法全部了然于心）。而且并非每个模块的设计都满意，这让我经常有修改引擎的冲动。做了一段时间后，我找到一个方法来解决这个开发问题。我可以额外再做一个精简版的框架，按目前开发游戏的需求，从最基本的功能做起，逐步完善。这样就能隔绝引擎已经做好的部分：好用的模块直接做一些浅封装，有问题的部分可以多花些精力做不侵入（破坏老代码）的改进。

本来根据游戏类型的不同，使用引擎的方式就会有很大差异。我希望可以有不同的这样的框架针对具体类型游戏做二次封装。这样，在二次封装上写游戏的花，后面就可以更放心的裁剪底层实现。我更希望让 ECS 框架还原成更原始的设计：面向数据，避免添加太多的辅助模块。

最近还有许多工作是在 UI 上。我对 RmlUI 的方案还是比较满意的。毕竟类 web 的开发有极大的用户基础，各种边角被人打磨过。不过目前的一些实现细节，尤其是 UI 层和游戏层的消息通讯部分存在设计问题。

现在 UI 层和游戏渲染（以及逻辑）处于两个隔离的 Lua VM 中，跑在不同线程上，依赖消息通讯交换数据。引擎简单的封装了消息通讯过程，提供了 RPC 方法。但从游戏逻辑倒 UI 阻塞 RPC 调用，直接使用的话必定产生死锁。这是因为游戏逻辑通常放在 ECS 的一个 system stage 中执行，而处理 UI 层的 RPC 请求在另一个 stage 。为了回避这个死锁问题，需要小心的利用 ltask 的一些异步功能。我做了一些简单的封装后，情况好了一点。这个封装抽象出一个 model 对象，自动在两个层之间做数据同步（只同步差异部分）。在游戏逻辑这边设置 model 的状态，就可以直接在 UI 上展示出来。这个封装还很粗糙，需要我自己多做一些 UI 模块后再改进。

由此，我猜想 ECS 里面可能还需要提供一个 async 的 stage 可能好点。现在的 stage 里如果调用了 ltask.call ，就完全塞死当前帧了。加一个 async 的 stage ，让这里 yield 出去的流程，在下一帧回来这个stage 继续做。这样也可以取代 instance 创建的 onready callback 。只需要把一些消息处理过程放在 async stage 就可以更自然的写。前几个月就做过一点类似的尝试 ，感觉还没想好，暂时不打算把这个特性加到引擎中。

动画模块 是目前引擎比较欠缺的部分。只是我在做游戏原型时还用不上。如果未来做动作向的游戏，这方面的需求就更大了。这个的开发优先级比较低，等实际用起来再解决。

材质系统 看起来更值得改进。尤其是我在开发过程中，遇到一个简单的需求：运行时把一个对象改为半透明渲染，折腾了我好几天。最后我还是采用了去年开发游戏过程中使用的方案，为编辑器做好的预制件数据打上 patch ，为每个预制件预生成一个半透明材质的方式。然后在运行时根据需要，在不透明和半透明预制件中做选择（因为现在引擎不支持运行时给对象赋予完全不同的材质）。

说起这个半透明材质问题，我认为本质上还是性能优化问题导致的。理论上，我们可以让所有的对象都是半透明材质，把透明度调为 1.0 ，它就呈现出不透明的状态。调成 0 就消失了。但是，对于渲染来说，不透明和半透明（以及不显示）性能上有本质差别，这会导致不透明的 3d 物体和半透明 3d 物体底层渲染管线都有极大的差别，远非改个材质参数这么简单。或许在 2D 引擎中，这个差别并不大，但对开发者来说，最好不管是 2D 管线还是 3D 管线，都不必在意实现的困难，用起来设置个参数就可以了。这也是引擎要极力解决的问题。在这个（半透明）问题上，我和引擎开发团队的同学讨论了两个晚上，有了一些新的想法。以后有时间我想重构（并简化）相关底层代码。

目前，我不打算在手机平台上开发游戏。这存粹是个人对游戏体验的喜好：我对在触摸屏手机上玩游戏完全失去了兴趣。那么 Ant Engine 的最大努力：直接在开发机上对手机设备上的游戏损失调试，看起来意义就不大了。未来我想把为了实现这个特性而给引擎带来的复杂度做一些简化。尤其是远程调试、VFS 同步、触摸屏支持等。同时，可以增强许多 PC 开发上的体验：尤其是美术资源自动编译这块。我希望可以尽量减少额外的编译环节，让引擎能直接加载更多的通用格式的文件（图片、模型等）。

尤其是材质编译模块，是目前引擎中最为复杂的模块之一。我认为设计也是有问题的（不应该如此复杂）。这一块在上个月开发团队里做了一个晚上的讨论，改进方向下次专门写一篇 blog 介绍。

另外，还有一个大块的计划是重新用 Vulkan 编写 gfx 层，而不再使用 bgfx 这种跨平台方案。这也是后话了。相较用 Vulkan 实现新的 gfx 层，我更希望有机会好好做一套 2D 管线（以及独立的 2D gfx 层）。毕竟 2D 的 gfx 层要简单的多，可以把重心放在如何提供更好的（独立）游戏开发体验上。

想做的事情太多，一件件来吧。

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