关键概念：Open 3D Engine 的工作原理

Open 3D Engine (O3DE) 提供完整的端到端环境，用于在各种平台上开发和打包图形密集型游戏、模拟和应用程序。因为它是一个大型开发环境，有这么多不同的功能和工具，所以一开始可能会让人生畏。本主题概括了 O3DE 的各个部分，以及根据您作为开发人员、设计人员或艺术家的角色，可以使用它的常见方法。

O3DE 由可帮助您构建项目的工具、编辑器和系统组成。它的核心是提供以下内容：

• 提供数学、内存管理、序列化、事件消息传递等的核心模块。
• 创作工具，例如编辑器和相关应用程序，用于在关卡中放置对象、添加组件和编写脚本逻辑。
• 用于添加更多功能的插件和扩展系统。
• 用于转换、优化和捆绑资源的 Asset Pipeline 工具。
• 用于构建和打包可交付启动器的构建系统。

O3DE 由称为 Gems 的子模块组成。在开发项目时，您可以通过包含提供这些特性和功能的 Gem 来添加特性和功能。Gem 可能包括任何内容，从材质、纹理和模型等资源，到 Script Canvas（可视化脚本编辑器）等开发工具，再到 Atom 渲染器、AI 和物理特性等整个运行时系统。

将 O3DE 视为离散元素的集合：代码、脚本、各种基于 GUI 的编辑器和命令行工具。编译项目时，O3DE 的构建脚本会提取项目配置中指定的所有部分。构建后，您的项目将仅使用您包含在配置中的 O3DE SDK 部分。同样，资源捆绑和管理工具可确保您只运送项目所需的资源。

下图显示了使用 O3DE 构建的项目运行时的结构：

O3DE SDK 概述

O3DE 是模块化的，它由所有模块都依赖的通用内核构成，并带有可添加更多功能的插件和扩展系统。这些核心模块由 O3DE 软件开发工具包 （SDK） 提供，是使用新功能扩展引擎的基本框架。

下图说明了 O3DE 核心模块的依赖关系图： AzCore, AzFramework, AzGameFramework, AzToolsFramework, 和 AZQtComponents。高级产品，如项目运行时、命令行界面 （CLI） 工具和图形用户界面 （GUI） 工具，都依赖于核心模块。

有关 O3DE 引擎核心的更多信息，请参阅 编程指南.

高级 O3DE 目录

使用 O3DE 时，有三个主要目录需要注意：O3DE 引擎目录，以及用户主目录中的 O3DE 和 .o3de 目录。

O3DE 引擎

O3DE 引擎目录包含 O3DE 的核心引擎、各种工具（包括 O3DE 编辑器）以及引擎附带的 Gem 和模板。目录名称取决于您安装 O3DE 的方式，但以下是一些常见的变体：

• o3de – 如果您从 GitHub 中的o3de存储库克隆了它。
• o3de-development – 如果您从 GitHub 中的o3de存储库下载了development分支作为 ZIP 文件夹。
• o3de/<version> – 如果您通过运行安装程序安装了 O3DE 二进制文件。

源代码目录（如前面示例中的o3de 或 o3de-development）包含构成 O3DE 核心的所有源代码，而安装目录（如o3de/<version>）包含用于运行 O3DE 及其工具的预构建二进制文件。

当您开始使用 O3DE 时，您将在 编程 部分了解有关 O3DE 子目录的更多信息。

O3DE

O3DE 目录位于用户的主目录中。它包含用户创建的 Gem、项目和模板的默认位置。

.o3de

.o3de目录位于用户的主目录中。它包含 O3DE 配置设置和 Project Manager 日志、第三方可下载包的默认位置以及其他特定于用户的目录：

• /o3de_manifest.json: O3DE 清单通知 O3DE 已注册的引擎、项目和其他外部 O3DE 对象。
• /3rdParty/: 构建某些 O3DE 功能所需的第三方库的包的默认目录。
• /Logs/O3DE.log: o3de.exe（Project Manager）应用程序的日志文件。
• /Registry/ProjectManager.setreg: Project Manager 注册表设置。

使用 Gem

O3DE 是由 Gems 提供的开发工具和资产的沙盒，您可以在项目中组合使用。您只需包含提供项目所需特性和功能的 Gem。这种模块化方法允许社区提供打包的功能和资产来扩展 O3DE，甚至为整个系统提供替代解决方案。假设您想要使用不受支持的文件格式、备用脚本语言或具有一些尖端实验功能的系统版本。您可以使用您的团队或其他 O3DE 贡献者在他们自己的 Gem 中提供的解决方案，也可以自己创建一个提供该支持的 Gem 并与其他 O3DE 用户共享。通过专注于模块化，您可以安全地试验不同的功能，而不会冒着项目进度和意外回归的风险。资产集合、代码示例、组件、库、工具，甚至整个游戏项目都可以作为 Gem 分发。

您可以在创建和配置项目时启用 Gem。您可以通过更新项目配置，随时启用其他 Gem 并禁用未使用的 Gem。一些 Gem 是核心系统，所有 O3DE 项目都需要。其他 Gem 是现有 Gem 的扩展，需要为您的项目启用其依赖项。在构建项目时，系统会自动检测并构建已启用的 Gem。请参阅 Gem 参考以获取 O3DE 中可用的 Gem 的完整列表。要在项目中使用它们，请按照 在项目中添加和删除 Gem 进行操作。

您可以创建自己的 Gem，并轻松重用和分发自己的代码和资产。要更好地了解创建 Gem 的过程，请查看 O3DE 引擎安装中的Gems 目录，并检查 O3DE 附带的 Gem。创建自己的 Gem 的过程与创建项目非常相似。在 Gem 开发程序员指南 中学习开发。

事件总线消息收发系统

所有 Open 3D Engine Gem 和系统，以及项目中的组件，都需要一种相互通信的方式。O3DE 使用称为事件总线（简称 EBus）的通用通信系统。

Gem 和系统通常作为 DLL 实现。事件总线提供了一种在这些 DLL 之间进行通信的方法，以及从一个 Gem 或系统调用另一个 Gem 或系统中的函数。事件总线提供请求和发布/订阅事件接口，允许跨这些 DLL 进行调用。例如，如果您为自定义动画行为创建了一个 Gem，并且希望为物理系统提供方法或属性，则可以通过在 Gem 中实现 EBus 接口来实现。

事件总线的两种类型是：

• 请求总线：此事件总线类型为可由其他系统调用的方法注册处理程序。
• 通知总线：此事件总线类型为系统可以发布或订阅的通知提供消息收发接口。

与传统轮询方法相比，事件总线具有许多优点：

• 抽象 - 最小化系统之间的硬依赖关系。
• 事件驱动 - 消除轮询模式，以获得更具可扩展性和更高性能的软件。
• 更清晰的应用程序代码 - 安全地发送消息，而无需担心什么在处理它们，或者它们是否正在被处理。
• 并发性 - 将来自各个线程的事件排队，以便在另一个线程或分布式系统应用程序上安全执行。
• 可预测性 - 为给定总线上的处理程序排序提供支持。
• 调试 - 拦截消息以进行报告、分析和内省。

借助 EBus，您可以：

• 进行直接全局函数调用。
• 将处理分派给多个处理程序。
• 将所有调用排队，就像命令缓冲区一样。
• 用作可寻址邮箱。
• 执行命令式或排队式交付。
• 自动将函数调用的结果封送到缓冲区中。

为 O3DE 附带的 Gem 和系统 DLL 提供了接口。要使用这些 DLL 中的功能，请使用标头中的接口来注册单个强制转换 （Event） 或广播 （Broadcast） 事件，或者通过向请求总线处理程序提供数据请求函子。

同样，要从您自己的 Gem 公开功能并向其他系统提供数据，您必须继承在相应头文件中声明的虚拟接口，并在 Gem 的类中实现该接口上的处理程序。然后，您将处理程序注册到 EBus 系统。具体来说，您将注册一个使用 EBus 创建的处理程序，该处理程序会将指向类方法的指针传递给目标系统，或向订阅该方法的系统发布通知。

在 Gem 代码中，您还可以管理为 EBus 实施的处理程序的连接和断开连接。EBus 只是一个处理程序列表，用于调用向其注册的所有函子（函数指针）。

对于只需要一个接口即可跨 DLL 通信的单例处理程序，请考虑直接使用 AZ::Interface 和 AZ:Event ，而无需使用事件总线。

有关使用事件总线的详细信息，请参阅 使用事件总线 （EBus） 系统。

组件实体系统

了解组件实体系统是使用 O3DE 的基础。从概念上讲很简单：您为项目创建的每个游戏内对象都是一个 实体，具有唯一的 ID 和容器。每个实体都包含提供功能的 组件。组件提供的功能非常广泛，可以包括用于碰撞和重叠检测的原始形状、网格和材质、音频、人工智能行为、动画、物理、脚本等等。甚至还有提供工具和调试功能的组件。

例如，假设您要创建一个可以打开和关闭的门实体。您制作了一个网格和几个音频文件。现在，考虑一下您的门必须具备的功能。

• 显示门型号。
• 在门打开和关闭时播放音频文件。
• 防止门关闭时通过。
• 为门的打开和关闭设置动画。
• 通过某种机制触发门的打开和关闭。

了解门实体所需的功能后，您可以为门的每个方面向实体添加组件，包括门在游戏世界中的存在以及玩家与门交互的方式。Mesh 组件直观地表示游戏世界中的门。Audio Trigger 组件在打开或关闭时提供音频。PhysX Collider 组件可防止玩家在门关闭时通过门。Script Canvas 组件定义门打开或关闭时的行为，包括动画和声音播放。无论您需要对什么行为进行建模，每个实体都需要一组组件来支持它。所有实体唯一通用的组件是 Transform 组件，它提供实体在游戏世界中的位置、方向和缩放。

可生成对象和Prefab

实体很容易掌握和创建，但可能会变得复杂。如果实体需要大量功能，则组件列表会迅速增长。如果您想向门添加具有自己的动画和音频的闩锁，该怎么办？如果您想在门上添加易碎的玻璃板怎么办？突然之间，实体从具有 5 个组件变为数十个组件。这就是 prefabs 和 spawnables 的用武之地。

与实体一样，Prefab是具有转换组件的容器。但是，Prefab不包含组件，而是包含一个或多个已配置的实体，并且还可能包含其他Prefab。要创建更复杂的门，您可以拥有初始门实体、闩锁及其组件的第二个实体，以及可碎玻璃窗格及其组件的第三个实体。这三个小实体被收集到一个Prefab中，该Prefab提供可重用、功能齐全的门资产。

可生成对象只是一个 动态 Prefab。Prefab最适合环境资产（如门）和静态场景（如岩石和树叶）时，可生成对象用于表示任何动态对象。非玩家角色、射弹和动态风景对象都是可生成对象的示例。

应用于Prefab或可生成对象的行为可能会级联到它包含的所有实体，然后向下级联到该实体的组件。然而，反之则不然，因为窗户破碎不适用于门闩是没有意义的。

在组件层次结构>内部化可生成对象 > Prefab>实体后，请考虑如何使用这些概念来开发可能填充项目的各种元素。

O3DE 资源管道

在 O3DE 的上下文中，资产是保存在磁盘上的资源文件，由您的项目以某种方式使用。资源可以是用户界面的字体、包含草地地形纹理的位图文件、您雕刻的岩石网格、角色的动画等。某些资产可能是在 O3DE 中创建的。例如，您可以使用 O3DE 的 资产编辑器 创建名为 inputbindings 的专用文件，将游戏手柄中的按钮映射到项目的输入事件，以及描述表面物理属性的 physicsmaterials。

由于性能或其他原因，许多资产必须经过处理，然后才能被 O3DE 使用。将源资源转换为运行时优化型产品资源的过程称为 Asset Pipeline。该处理由 Asset Processor 自动执行。

Asset Processor 是一个后台进程（当它运行时，您会在任务栏中看到它的图标），它会不断扫描项目中的目录以查找新的和更新的文件。Asset Processor 使用可配置规则来确定如何处理新的和更新的资产文件。目标是在称为 资产缓存 的位置为每个操作系统和每个游戏目录提供所有资产的游戏就绪版本。资源缓存与您的资源目录分开保存，并且可以由 Asset Processor 完全从源资源自动重新构建。

资源缓存包含运行项目所需的所有文件（可执行文件和相关文件除外）的完整映像。Asset Processor 使映像保持最新状态，确保新文件尽快准备好在项目运行时和 O3DE 编辑器 中使用。您的项目运行时将仅从资源缓存中加载资源，而不会直接从资源源目录中加载资源。

项目可能有数千个资产，需要针对多个目标操作系统进行监控和处理。为了管理这种复杂性，Asset Pipeline 是完全可配置的。以下是一些可用的配置选项：

• 指定应监控哪些目录的更改。
• 指定目标操作系统并为每个目标操作系统定制 Asset Pipeline 的行为。
• 设置并发处理任务的数量。
• 使用元数据信息来关联文件类型并处理并排资产。
• 将您自己的资源类型添加到 Asset Pipeline。
• 在构建服务器上进行批量资源处理。

当您准备发布时，您需要打包项目使用的资源。即使是小型项目也可能有数百个资产，包括多个版本的资产，其中许多版本在最终的可分发对象中不是必需的。手动跟踪和确定您需要运送的资产可能很乏味、耗时且容易出错。Asset Bundler 为您解决了这个问题。

Asset Bundler 使用于发布游戏的特定资产的发布更加可靠和可重复。可靠性基于底层依赖关系系统。如果您对项目进行更改并添加、删除或更新资源，则 Asset Bundler 会使用依赖项自动确定要包含哪些资源。可重复性基于底层配置文件，这些文件在您每次运行 Asset Bundler 时提供一致性。

编写游戏脚本

O3DE 包括两种用于创建逻辑和行为的脚本技术：Script Canvas 和 Lua。

• Script Canvas 是一个通用的可视化脚本环境。在 Script Canvas Editor 中，您可以布局和连接图形节点，以提供逻辑流的可视化表示。Script Canvas 提供了一个易于理解且易于阅读的环境，以便使用与 Lua 和 C++ 相同的框架来编写行为。您可以使用 Script Canvas 创建脚本，而无需知道如何编码。

• Lua 是一种功能强大、快速、轻量级、可嵌入的脚本语言。Lua 有助于在项目中进行快速迭代，因为您可以立即运行更改，而无需重新编译源代码。

要了解有关 Script Canvas 和 Lua 的更多信息，请参阅 在 O3DE 中编写游戏脚本。

发布运行时

O3DE 提供客户端（单用户）应用程序和专用服务器运行时支持。您的项目可以在构建过程中生成其中一种（或两种），从而使您能够在有意义的地方轻松共享代码和资产。

客户端（“启动器”）

Client（也称为 Launcher）是加载和运行项目的引导应用程序。此应用程序基于核心 O3DE 库，负责加载您的项目和 Gem。客户端运行时提供了足够的功能来处理其余系统的引导，处理应用程序生命周期和一些核心系统，如输入和崩溃处理。

Client 是将交付给客户或最终用户运行的二进制应用程序。

专用服务器运行时

专用服务器运行时 旨在运行在为许多客户端提供共享会话的环境中。专用运行时未启用渲染或音频功能。相反，它们加载模拟并提供它们之间的同步。专用运行时的最常见示例是多人游戏服务器。