Lin's Blog

    Game Programming Patterns 阅读笔记 3

    回顾 Flyweight 享元模式 (代码以Gdscript呈现)

    Flyweight的两种翻译

    • 两种翻译的联系可以解释这个设计模式的思路：用”享元“实现了”蝇量“

    森林的例子

    • 森林由树组成

      • 树由Mesh、Texture、Position、Height、Color等资源和参数组成

      • # Tree.gd (单个树的实例数据)
class_name Tree

var model: TreeModel
var position: Vector3
var height: float
var thickness: float
var bark_tint: Color
var leaf_tint: Color

    • 有多少树，就要消耗多少倍的资源，在同1帧内给GPU这么多资源实在是太多了

      • 好在树长得都差不多，他们共享很多资源和属性

      • 比如可以让Mesh、Texture共享

      • # TreeModel.gd (共享资源)
extends Resource
class_name TreeModel

@export var mesh: Mesh
@export var bark_texture: Texture2D
@export var leaves_texture: Texture2D

    • 这就是现代图形API所支持的”实例渲染“，享元模式是硬件级支持的设计模式

    • 其实只是把多个实例中不变的东西打包共享给所有该对象的实例

    瓦片地面的例子

    • 不要每个网格都分配一个瓦片实例

    • 网格之间的唯一区别是位置不同，所以，所有草地瓦片共用一个实例，所有河流瓦片共用一个实例，所有丘陵瓦片共用一个实例

    • 实现如下：

      • # Terrain.gd (享元对象)
class_name Terrain

var movement_cost: int
var is_water: bool
var texture: Texture2D

func _init(p_movement_cost: int, p_is_water: bool, p_texture: Texture2D):
	movement_cost = p_movement_cost
	is_water = p_is_water
	texture = p_texture

func get_movement_cost() -> int:
	return movement_cost

func is_water() -> bool:
	return is_water

func get_texture() -> Texture2D:
	return texture
      • # World.gd (地形网格)
extends Node

const WIDTH := 100
const HEIGHT := 100

var tiles: Array[Array[Vector2i]]  # 存储 Terrain 引用

@onready var grass_terrain: Terrain = Terrain.new(1, false, preload("res://grass.png"))
@onready var hill_terrain: Terrain = Terrain.new(3, false, preload("res://hill.png"))
@onready var river_terrain: Terrain = Terrain.new(2, true, preload("res://water.png"))

func _ready():
	_generate_terrain()

func _generate_terrain():
	tiles.resize(WIDTH)
	for x in WIDTH:
		tiles[x] = []
		tiles[x].resize(HEIGHT)
		for y in HEIGHT:
			if randi() % 10 == 0:
				tiles[x][y] = hill_terrain
			else:
				tiles[x][y] = grass_terrain
	
	# 添加一条河
	var river_x := randi() % WIDTH
	for y in HEIGHT:
		tiles[river_x][y] = river_terrain

func get_tile(x: int, y: int) -> Terrain:
	return tiles[x][y]

    • 用例如下：

      • var tile: Terrain = world.get_tile(2, 3)
print(tile.get_movement_cost())
print(tile.is_water())

    另见

    • 和 ”工厂方法（Factory Method）“、懒加载、对象池结合享元的创建和存储会更好

    引用