Victor Jonah 2023-12-22
越来越多的开发者选择 Rust 而非 C++ 作为游戏开发的首选语言。Rust 生态系统中有许多可用于项目的优秀游戏引擎。本文将介绍五款流行的 Rust 游戏引擎，并探讨如何根据自身需求选择最适合的选项。
为什么使用 Rust 进行游戏开发？
在 Rust 发布之前，C++ 是游戏开发领域的主流语言。在过去，C 语言和汇编语言也因其可靠的性能和速度而被广泛使用。
如今，仍有许多开发者使用这些语言进行游戏开发。然而，Rust 社区活跃、强大且不断壮大，尤其在游戏开发领域表现突出。
根据 Stack Overflow 2023 年的调查，Rust 已连续八年被评为“最受喜爱的编程语言”。其日益增长的生产级用户群体包括 Atlassian、Mozilla、Microsoft 等科技巨头。
Rust 在大型公司和开发者中广受欢迎的原因有很多：
- Rust 使编写高性能代码变得更加容易——其所有权模型、静态类型系统以及整体设计哲学共同促成了卓越的性能。
- Rust 的构建系统和包管理器 Cargo 可帮助你管理依赖库、锁定版本等。Cargo 随 Rust 安装包预装。
- Rust 同时支持函数式和命令式编程范式。
- 通常情况下，Rust 至少与 C/C++ 一样快，而且随着语言未来的性能更新，甚至可能更快。
此外，Rust 在游戏开发中表现出色，还归功于其并发能力。Rust 的并发机制能有效防止数据竞争，并提供出色的内存管理，几乎不可能导致应用程序崩溃。
在我看来，Rust 是一门设计精良且功能强大的语言。尽管一些开发者可能认为 Rust 学习曲线较陡，但其详尽的文档和教程无疑能帮助新手快速上手。
流行的 Rust 游戏引擎
下面我们来看看几个值得在游戏开发项目中考虑的 Rust 游戏引擎。
Bevy
Bevy 是一个简单、以数据驱动的游戏引擎。虽然它仍处于早期开发阶段，未来可能会发生重大变化，但这并不妨碍其核心功能的出色表现。
要使用 Bevy 引擎，只需在 Cargo.toml 中添加以下内容：
[dependencies]
bevy = "0.21.1" # <-- 请确保这是最新版本号
或者，在你的 Rust 项目目录中运行以下终端命令：
cargo add bevy
Bevy 采用实体组件系统（ECS）设计模式，支持模块化架构，使得组件可以轻松复用或替换。对于刚接触 Rust 游戏开发的新手来说，Bevy 非常易于上手。
你可以使用 Bevy 进行 2D 和 3D 渲染，也可以通过图数据结构自定义渲染流程。另一个亮点是 Bevy UI，它允许你通过代码或场景格式动态构建用户界面。
我最喜欢的 Bevy 功能是 hot_asset_reloading（热资产重载），它能自动监听资源文件的变化，并在不手动重新编译代码的情况下实时反映更新结果。该功能属于 Bevy 默认插件的一部分，但需要显式启用，如下例所示：
fn main() {
App::new()
.add_plugins(DefaultPlugins.set(AssetPlugin {
watch_for_changes: true,
..Default::default()
}))
.run();
}
如果你认为 Bevy 可能适合你的项目，请查阅官方文档以深入了解。截至本文撰写时，Bevy 仍在积极开发中，每隔几个月就可能出现破坏性变更。
Fyrox
Fyrox 是一个功能完备、可用于生产的成熟游戏引擎，拥有详尽的文档和丰富的资源，专注于 2D 和 3D 渲染。
要在 Rust 项目中使用 Fyrox，运行以下命令即可安装：
cargo add fyrox
除了易用性之外，Fyrox 广受好评的功能之一是其场景编辑器，可提供实时场景预览（如示例所示）。
Fyrox 最初名为 rg3d，后经社区投票由项目创始人更名。当前版本支持 Windows、Linux、macOS 和 WebAssembly。
与其他一些游戏引擎不同，Fyrox 具备快速的迭代编译能力——简单来说，你可以在 Fyrox 中快速修改并测试更改，而无需长时间等待编译完成。
Piston
Piston 项目由一群活跃的贡献者共同维护。由于维护工作和资源由社区共享，它被描述为一个模块化、开源的游戏引擎。
要在项目中使用 Piston 引擎，请在项目目录中运行以下命令：
cargo add piston
Piston 拥有庞大的库集合，涵盖 2D/3D 图形、图像处理、事件编程、GUI、声音与动画等功能。这些库可根据项目需求独立使用。
除了模块化库之外，Piston 还提供公开 API，支持访问游戏手柄、鼠标、键盘等输入设备。另一个强大功能是其事件循环机制：你可以将游戏逻辑传入事件循环，也可以将其放在单独线程中执行。
Piston 还使用一种名为 Dyon 的动态脚本语言，该语言专为游戏引擎设计，并与 Rust 无缝集成。即使没有编程经验的人也能轻松上手。
建议查看 Piston 官方仓库 获取实用教程。
Macroquad
Macroquad 是一个简洁的跨平台 Rust 游戏开发库，强调简单性——无语言干扰，让你能专注于游戏核心逻辑。如果你熟悉 Raylib 游戏引擎，会发现 Macroquad 深受其启发。即使是 Rust 初学者，也能受益于它对 Rust 特有语法（如生命周期和借用）的完全抽象。
更有趣的是，Macroquad 是一个真正的跨平台引擎，支持以下平台：
- Windows / Linux / macOS
- HTML5 浏览器
- Android
- iOS
要安装 Macroquad，只需在项目目录中运行：
cargo add macroquad
值得一提的是，它使用原生图形后端。你可以立即运行以下简单示例：
use macroquad::prelude::*;
#[macroquad::main("BasicShapes")]
async fn main() {
let mut x_position = 0.0;
loop {
clear_background(ORANGE);
draw_rectangle(x_position, 100.0, 120.0, 60.0, BLACK);
x_position += 2.0;
if x_position > screen_width() {
x_position = 0.0;
}
next_frame().await
}
}
上述代码将显示一个移动的矩形，如下图所示：
nannou
nannou 是一个开源的游戏框架，目前仍处于早期发展阶段。它对开发者要求较高（更“动手”），但仍是当前广受欢迎的游戏引擎之一。截至本文撰写时，nannou crate 的下载量已超过 97,944 次。
要使用该引擎，请运行：
cargo add nannou
nannou 提供了一整套创意工具，涵盖图形、音频、激光、灯光等多个领域。从某种意义上说，它更像是一个面向艺术家的工具包，帮助创意人士高效创作。
该项目也是学习 Rust 语言的良好工具包。它力求仅使用纯 Rust 库，并要求通过 cargo build 进行编译。
不过请记住，Rust 具备与其他语言（尤其是 C 和 C++）的互操作性。如果找不到所需功能的 Rust 库，你可以使用 bindgen 等工具调用外部库。
值得一提的其他引擎
ggez
ggez 是一个 Rust 游戏开发库，旨在以最小摩擦构建快速的 2D 游戏。它的 API 设计灵感来自 Lua 的 Love2D 游戏库。ggez 提供了 2D 绘图、声音、资源管理和事件处理等 API。
Comfy
Comfy 是一个简单但功能强大且具有明确设计哲学的 Rust 游戏引擎。它受到 Macroquad、raylib 和 Love2D 等引擎的启发。Comfy 基于 Rust 的 wgpu 和 winit 图形库，因此具备跨平台能力。目前支持从同一代码库构建适用于 Wasm、Windows、Linux 和 macOS 的游戏。
rend3
rend3 是一个基于 Rust 和 wgpu 构建的 3D 渲染库。它由多个子库组成，允许你使用 Rust 在屏幕上渲染 3D 图形。严格来说，它并非完整的游戏引擎或游戏库，但 Rust 游戏引擎开发者可以利用 rend3 在自己的引擎中集成 3D 渲染功能。你可以在 rend3 官网 查看其渲染效果示例。
如何决定使用哪个 Rust 游戏引擎？
了解上述五款引擎后，你可能会疑惑：到底该选哪一个？答案并不绝对。但你可以通过分析它们的共性与差异，找到最契合你需求的选项。
例如，大多数引擎都提供 GUI 和编辑器；少数（如 Piston 和 Fyrox）更注重性能；而有些则更偏向于功能强大的开发库。比如 Bevy 提供了 hot_asset_reloading 以提升开发效率。
在我看来，选择 Rust 游戏引擎的最佳方法是：仔细评估各引擎的功能特性，并选择最符合你项目目标的那一款。你可以自问以下几个问题：
- 我的项目需要哪些功能？
- 每个引擎有哪些独特优势？
- 是否有完善的文档和社区支持？
- 我真的需要一个完整的引擎，还是一个轻量级库就足够了？
目前，游戏开发在 Rust 生态中仍处于成长阶段，许多现有引擎和库仍在积极开发中。无论你选择哪一款，都应做好应对破坏性变更的准备。
希望本指南能帮助你选出最适合的 Rust 游戏引擎。如果你喜欢本文并希望正式开启游戏开发之旅，不妨尝试使用上述引擎中的某一个，跟着教程动手实践吧！