cocone Tech Talk vol.5 - Unity Dotsを使ってみた

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1. UNITY
   DOTS 使ってみた
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2. 2
   Introductions
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   02
   03
   04
   05
   DOTSに関する簡単な説明
   データ指向とECSの簡単な説明
   今回テストした内容について
   どの程度高速化されたのか
   現状で使うとしてどのような場面に使いたいか
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3. www.cocone.co.jp
   01 DOTSに関する簡単な説明
   What’s DOTS?
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4. www.cocone.co.jp 4
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5. What’s DOTS?
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   Unity に今後実装される（予定）の
   機能。
   Data-Oriented Tech Stack の略称。
   データ指向型のPackage群。
   DOTSに 含 まれるECSなどで、
   CPUからメモリへのアクセスを 効 率 化
   することが目的。
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6. 6
   What’s DOTS?
   PICK UP
   ECS !
   ECS
   JOBS
   メモリ 内 でのデータ 配 置 と、
   CPUによるデータアクセス 方 法 を
   簡単に定義することができる。
   マルチスレッドコードを 生 成 す
   る簡単な方法を提供。
   高 速なネイティブコードを生 成
   するために使用。
   BURST
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7. www.cocone.co.jp
   What’s ECS?
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   02 データ指向とECSの簡単な説明
   

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8. 8
   What’s Data Oriented Design?
   データ指向型設計
   CPUとメモリの処理速度は、すごいズレがある。
   その処理の差を埋めるために、メモリを考慮して
   プログラムを 作 成 する 設 計 方 法 。
   つまり、L1キャッシュのキャッシュラインへ
   うまくデータが載るように設計を行う。
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   Main Memory
   L3 Cache
   L2 Cache
   L1 Cache
   CPU / Registers
   1 cycle
   12 cycle
   200More :(
   36 cycle
   Core i7-4770
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9. 9
   What’s ECS?
   さよなら、Monobehaviour
   主題の通り (完全に捨てるわけではないが)
   やろうと 思 えば、 本 当 にバイバイMonoできるが
   非 推 奨 。
   今回は普通に使います。
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10. 0
    What’s ECS?
    基本的な作り
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    SystemBase や ComponentSystem
    などを継承しEntityを作成する。
    クラスの属性に、UpdateAfter などを
    追 加 してクラスのOnUpdateがどのタ
    イミングで呼ばれるか制御を行う。
    OnUpdate 内のFor Each の引数が
    存 在 すればこの 処 理 が 行 われる。
    この引数は、ComponentData を継承
    して作成されたもの限定。
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11. 1
    What’s ECS?
    ComponentData の注入
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    Player Character
    Translation
    Rotation
    PlayerTag
    Inputs
    プレハブから作成したEntityに対して、
    各種必要なComponentDataの注入を行う。
    この場合、プレイヤーを作成しているので、
    ・操作するためのEntity Inputs
    ・Player 識別用の PlayerTag
    を追加している。
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12. 2
    What’s ECS?
    プレイヤーとNPCの差①
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    Player Character
    Translation
    Rotation
    PlayerTag
    Inputs
    NpcCharacter
    Translation
    Rotation
    NpcTag
    全てのEntity のうち Translation を持っているもの
    は実行される。
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13. 3
    What’s ECS?
    プレイヤーとNPCの差②
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    Player Character
    Translation
    Rotation
    PlayerTag
    Inputs
    NpcCharacter
    Translation
    Rotation
    NpcTag
    Entity が NpcTag を持っていない時
    &&
    Entity が Translation を持っている時
    に実行される。
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14. 9
    What’s ECS?
    さまざまなオプション
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    関数名 説明
    WithName デバッグ用に使うことが多い ( 処理に
    名前をつける )
    WithNone 指定したコンポーネントデータが含ま
    れる場合、処理を実行しない。
    WithoutBurst バーストコンパイル無効化
    WithStructuralCha
    nges
    処理中にEntity 関連の変更がある場
    合に必要
    よく使う４点。
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15. 9
    What’s ECS?
    初期化のサンプル
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16. 9
    What’s ECS?
    これらを駆使して作るのがECS
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    Player Character
    Translation
    Rotation
    PlayerTag
    Inputs
    Animation Clip
    Camera
    Physics Action
    などなど
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    指定したコンポーネントデータをEntityが持っている
    場合にのみ処理が行われる。
    上記の組み合わせによって処理したくないEntityは
    WithNone で除外。
    そして小さい関数ブロックがたくさんできる。
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17. www.cocone.co.jp
    What we have tested
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    03 今回テストした内容について
    

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18. www.cocone.co.jp 18
    32人で遊ぶ3Dスマホアクションゲーム
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    この 前 提 条 件 をクリアしたかったのである。
    (+サクサク動く)
    

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19. www.yourwebsite.com
    普通にプロトタイプを作ってみた時の課題点 1
    FPSが平均して5〜8 (Win / Mac)
    シーンの 切 り 替 えが 長 すぎ
    る。
    ユーザーが好き勝 手に服 装
    を変更しまくる
    Phisicsがやたら 重 い( 気 がする)
    (インスタンスを作るとさらにFPS低
    下)
    単純にいつもの作り方に飽きた
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20. www.cocone.co.jp 20
    なのでDOTS を利用して作成する
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    利用した各種パッケージ
    以 下 の 通 り、 大 体 最 新 版 を 利 用 している。
    scriptablebuildpipiline はAssetBundleビルド用。
    ※DOTS を利用する場合、RenderPipline
    の使用は必須。
    名前 バージョン
    Animation 0.9.0-preview.6
    Unity NetCode 0.6.0-preview.7
    Unity Physics 0.6.0-preview.3
    Hybrid Renderer 0.11.0-preview.44
    Entities 0.17.0-preview.42
    

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21. www.cocone.co.jp 21
    なのでDOTS を利用して作成する
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    導入にあたっての注意
    System.Memory と com.unity.searcher@4.7.0 でバッティングする。
    Multiple precompiled assemblies with the same name System.Memory.dll included or the current
    platform. Only one assembly with　 the same name is allowed per platform.
    (Assets/Plugins/System.Memory/lib/net45/System.Memory.dll)
    1.Library/PackageCache 内のSearcher をコピーして削除
    2.Package直下にベタ貼り
    3.Searcher内のSystem.Memory.dll,System.Buffer.dll,
    System.Runtime.CompilerService.Unsafe.dllを削除
    解決方法
    

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22. www.cocone.co.jp 22
    ゲームシーンの初期化
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    GameObject に紐づけたインスタンスから初期化
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    サブシーンに 初 期 化 用 ゲームオブジェクトを 作 成
    （サブシーンに追加したものは自動的にEntity化）
    IConvertGameObjectToEntity を継承したスクリプ
    トを追加。
    必要なパラメータをインスペクターで入力して完了。 サブシーンに追加したものは全て
    Entityに変換される。
    

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23. www.cocone.co.jp 23
    実際に利用したソースコード
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24. www.cocone.co.jp 24
    ゲームシーンの初期化
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    クラスの構造
    SceneInitAuthoring
    :Mono,IConvertGameObject
    Entity,IDeclareReferencedPr
    efabs
    + Convert : void
    + DeclareReferencedP
    refabs : void
    SceneInitData
    :IComponentData
    + float FixedRate
    + RigitTrans MCSpwn
    + RigitTrans NPCSpwn
    + Entity MCPrefab
    + Entity NPCPrefab
    +float3 CameraForward
    SceneInitData コンポーネントを
    SceneInitAutoring で注入！
    

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25. www.cocone.co.jp 25
    InitSystemを作成しキャラを生成
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26. www.cocone.co.jp 26
    そんな感じでテストしたい項目を追加
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    項目
    • 3Dキャラクタアニメーション関連
    • ネットワーク周りの処理
    • Physics 関係
    • 重力
    • 慣性
    • ロープ
    • 無 重 力
    • 操作関係
    • カメラ 処 理
    などなど……
    

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27. 04 どの程度高速化されたのか
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    How fast was it??
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28. www.cocone.co.jp 28
    比較方法
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    ３プロジェクトで検証
    1 ECS等関係なしのプロジェクト
    2 ECSプロジェクト
    3 ECS+Burstのプロジェクト
    

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29. www.cocone.co.jp 29
    ※ガチガチの計測ではないです。
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    ※カメラ内にとらえたポリゴン数の多少のずれはあります。
    Mac
    平均FPS : 6 ~ 12
    Mac + Burst
    平均FPS : 17 ~ 29
    Mac + Burst + ECS
    平均FPS : 47 ~ 60
    

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30. www.cocone.co.jp 30
    ※ガチガチの計測ではないです。
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    各種パラメータにかなりの差が……
    プロジェクト MaxFPS MinFPS CPU Render Thread
    Mono(通常) 12 6 116.4ms 129.1ms
    Mono + Burst 29 17 36.2ms 16.4ms
    ECS + Burst 60 47 17.1ms 10.9ms
    Burstがすごいのでは？
    FPS以外平均値
    

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31. 05 現状で使うとしてどのような場面に使いたいか
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    What kind of situations would you like to use it in?
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32. www.cocone.co.jp 32
    DOTS関係は変更が多いことに留意
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    おすすめ項目
    •ネットワーク関係
    •通信処理
    •同期処理
    •イベントを発行してmono側へ
    •Physicsの計算関係
    

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33. www.cocone.co.jp 33
    参考文献など
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    各種ページ名等
    •UnityDots公式ページ
    •SpatialOS
    •Unity DOTS 入門 (1)
    - 従来のUnityの設計をDOTSの設計に変換
    •Rival Dots
    

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34. www.cocone.co.jp 34
    終わり
    4
    ご静聴ありがとうございました♪
    

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