Optimisation à l'aide de serveurs

Les moteurs comme Godot offrent une facilité d'utilisation accrue grâce à leurs constructions et leurs caractéristiques de haut niveau. La plupart d'entre elles sont accessibles et utilisées via le Système de scène. L'utilisation de nœuds et de ressources simplifie l'organisation des projets et la gestion des ressources dans les jeux complexes.

Bien sûr, il y a toujours des inconvénients :

  • Il y a un niveau de complexité supplémentaire
  • Les performances sont inférieures à l'utilisation directe d'API simples
  • Il n'est pas possible d'utiliser plusieursthreads pour les contrôler
  • Il faut plus de mémoire.

Dans de nombreux cas, ce n'est pas vraiment un problème (Godot est très optimisé, et la plupart des opérations sont traitées avec des signaux, donc aucun sondage (polling) n'est nécessaire). Néanmoins, cela peut parfois l'être. Par exemple, le traitement de dizaines de milliers d'instances pour quelque chose qui doit être traité à chaque trame peut constituer un goulot d'étranglement.

Ce type de situation fait regretter aux programmeurs d'utiliser un moteur de jeu et leur fait souhaiter de revenir à une implémentation plus artisanale et de bas niveau du code du jeu.

Pourtant, Godot est conçu pour contourner ce problème.

Serveurs

Une des décisions les plus intéressantes pour Godot est le fait que le système de scènes est entièrement optionnel. Bien qu'il ne soit pas possible de compiler sans actuellement, il peut être complètement contourné.

Au cœur, Godot utilise le concept de Serveur. Ce sont des API de très bas niveau pour contrôler le rendu, la physique, le son, etc. Le système de scène est construit sur eux et les utilise directement. Les serveurs les plus courants sont :

Il suffit d'explorer leurs API et vous vous rendrez compte que toutes les fonctions fournies sont des implémentations de bas niveau de tout ce que Godot vous permet de faire.

RIDs

La clé de l'utilisation des serveurs consiste à comprendre les objets Resource ID (RID). Ce sont des poignées opaques pour l'implémentation du serveur. Ils sont alloués et libérés manuellement. Presque toutes les fonctions des serveurs nécessitent des RID pour accéder à la ressource réelle.

La plupart des nœuds et ressources Godot contiennent ces RID à partir des serveurs en interne, et ils peuvent être obtenus avec différentes fonctions. En fait, tout ce qui hérite Resource peut être directement converti en RID (toutes les ressources ne contiennent pas de RID, cependant, dans de tels cas, le RID sera vide). En fait, les ressources peuvent être transmises aux API de serveur en tant que RID. Assurez-vous simplement de conserver des références aux ressources en dehors du serveur, car si la ressource est effacée, le RID interne est également effacé.

Pour les nœuds, de nombreuses fonctions sont disponibles :

  • Pour CanvasItem, la méthode CanvasItem.get_canvas_item() retourne l'élément RID du canvas dans le serveur.
  • Pour CanvasLayer, la méthode CanvasLayer.get_canvas() renverra le RID du canvas dans le serveur.
  • Pour Viewport, la méthode Viewport.get_viewport_rid() renverra le RID du viewport dans le serveur.
  • Pour la 3D, la ressource World (que l'on peut obtenir dans les nœuds Viewport et Spatial) contient des fonctions permettant d'obtenir le VisualServer Scenario, et le PhysicsServer Space. Cela permet de créer des objets 3D directement avec l'API du serveur et de les utiliser.
  • Pour la 2D, la ressource World2D (disponible dans les nœuds Viewport et CanvasItem) contient des fonctions pour obtenir le VisualServer Canvas, et le Physics2DServer Space. Cela permet de créer des objets 2D directement avec l'API du serveur et de les utiliser.
  • La classe VisualInstance, permet d'obtenir le scénario instance et instance base via les classes VisualInstance.get_instance() et VisualInstance.get_base() respectivement.

Il suffit d'explorer les nœuds et les ressources qui vous sont familiers et de trouver les fonctions pour obtenir les RIDs serveur.

Il n'est pas conseillé de contrôler les RID d'objets auxquels un nœud est déjà associé. Au lieu de cela, les fonctions du serveur devraient toujours être utilisées pour en créer et en contrôler de nouveaux et pour interagir avec ceux qui existent déjà.

Création d’un sprite

Voici un exemple simple de la façon de créer un sprite à partir de code et de le déplacer en utilisant l'API de bas niveau CanvasItem.

extends Node2D


# VisualServer expects references to be kept around.
var sprite


func _ready():
    # Create a canvas item, child of this node.
    var ci_rid = VisualServer.canvas_item_create()
    # Make this node the parent.
    VisualServer.canvas_item_set_parent(ci_rid, get_canvas_item())
    # Draw a sprite on it.
    # Remember, keep this reference.
    sprite = load("res://mysprite.png")
    # Add it, centered.
    VisualServer.canvas_item_add_texture_rect(ci_rid, Rect2(sprite.get_size() / 2, sprite.get_size()), sprite)
    # Add the item, rotated 45 degrees and translated.
    var xform = Transform2D().rotated(deg2rad(45)).translated(Vector2(20, 30))
    VisualServer.canvas_item_set_transform(ci_rid, xform)

L'API Canvas Item du serveur vous permet d'y ajouter des primitives de dessin. Une fois ajoutés, elles ne peuvent pas être modifiées. L'élément doit être effacé et les primitives ré-ajoutées (ce n'est pas le cas pour définir la transformation, qui peut être effectuée autant de fois que souhaité).

Les primitifs sont éliminés de cette façon :

VisualServer.canvas_item_clear(ci_rid)

Instanciation d'un Mesh dans l'espace 3D

Les API 3D sont différentes des API 2D, il faut donc utiliser l'API d'instanciation.

extends Spatial


# VisualServer expects references to be kept around.
var mesh


func _ready():
    # Create a visual instance (for 3D).
    var instance = VisualServer.instance_create()
    # Set the scenario from the world, this ensures it
    # appears with the same objects as the scene.
    var scenario = get_world().scenario
    VisualServer.instance_set_scenario(instance, scenario)
    # Add a mesh to it.
    # Remember, keep the reference.
    mesh = load("res://mymesh.obj")
    VisualServer.instance_set_base(instance, mesh)
    # Move the mesh around.
    var xform = Transform(Basis(), Vector3(20, 100, 0))
    VisualServer.instance_set_transform(instance, xform)

Créer un RigidBody en 2D et déplacer un sprite avec lui

Cela crée un RigidBody2D en utilisant l'API Physics2DServer, et déplace un CanvasItem lorsque le corps bouge.

# Physics2DServer expects references to be kept around.
var body
var shape


func _body_moved(state, index):
    # Created your own canvas item, use it here.
    VisualServer.canvas_item_set_transform(canvas_item, state.transform)


func _ready():
    # Create the body.
    body = Physics2DServer.body_create()
    Physics2DServer.body_set_mode(body, Physics2DServer.BODY_MODE_RIGID)
    # Add a shape.
    shape = RectangleShape2D.new()
    shape.extents = Vector2(10, 10)
    # Make sure to keep the shape reference!
    Physics2DServer.body_add_shape(body, shape)
    # Set space, so it collides in the same space as current scene.
    Physics2DServer.body_set_space(body, get_world_2d().space)
    # Move initial position.
    Physics2DServer.body_set_state(body, Physics2DServer.BODY_STATE_TRANSFORM, Transform2D(0, Vector2(10, 20)))
    # Add the transform callback, when body moves
    # The last parameter is optional, can be used as index
    # if you have many bodies and a single callback.
    Physics2DServer.body_set_force_integration_callback(body, self, "_body_moved", 0)

La version 3D devrait être très similaire, car les serveurs de physique 2D et 3D sont identiques (en utilisant respectivement RigidBody et PhysicsServer).

Obtention des données depuis les serveurs

Essayez de ne jamais demander d'informations au VisualServer, PhysicsServer ou au Physics2DServer en appelant des fonction sauf si vous savez ce que vous faites. Ces serveurs fonctionnent souvent de manière asynchrone pour des raisons de performance et le fait d'appeler une fonction qui renvoie une valeur les bloque et les force à traiter tout ce qui est en attente jusqu'à ce que la fonction soit finalement appelée. Cela réduira considérablement les performances si vous les appelez à chaque trame (et la raison ne sera pas évidente).

Pour cette raison, la plupart des API de ces serveurs sont conçues de telle sorte qu'il est impossible de demander des informations en retour, jusqu'à ce que ses données actuelles puissent être sauvegardées.