帧同步是一种前后端数据同步的方式，普通应用于对实时性请求很高的网络游戏中。下面App开发培训就来聊聊帧同步在游戏中应用。

 

一、帧同步在游戏中应用

 

网络游戏中，游戏效劳的架构大致能够分为2种形式，分别是cs形式和p2p形式

cs形式框架如图1(c为客户，GSS为游戏状态效劳器)

如图1，游戏状态效劳器(GSS)单独部署，担任对网络上各个接入者提供效劳，当GSS状态发作变化时，将状态同步发送给各个接纳者。

 

p2p形式框架如图2(c为客户，GSS为游戏状态效劳器):

如图5，非肯定的渲染层的输出，完整由GSS来驱动，GSS保证帧数的稳定，即便呈现网络延迟，也必需在确保收到该帧的一切输入后才执行该帧的处置。

 

二、计划

 

完成常州平台运营计划上，大致能够分出3种，分别是无主机构造、有主机构造、效劳器主机构造。

 

1.无主机构造

在图2的拓扑构造中，一切GSS功用对等，该计划需求停止特殊的对帧处置，确保一切客户端都曾经同步并且收到一切的输入。但是，由于网络上的各个客户端完整对等，一旦某个用户网络情况呈现延迟或者中缀等异常，将影响其他用户的操作体验，所以该计划简单公平但体验容易受限

 

2.有主机构造

如图6，在常州微信公众平台各个客户端中随机选择一个的GSS作为主机，同时担任对帧控制及输入输出管理，其他GSS仅跟GSS主机通讯，GSS之间相互不通讯。该计划的益处是，游戏的体验只受主机与本机的网络与本机器情况的影响，其他GSS呈现的任何毛病都不会影响其别人，当GSS主机完整失去联络时，其他GSS也能够重新仲裁得出新的GSS主机来，但该构造主机在客户端，容易给外挂有可乘之机，对输入对帧等能停止特殊处置，最终招致游戏丧失公平性。此计划能保证玩家体验，但平安性较低

 

3.效劳器主机构造

 

效劳器主机构造，是将图6的构造中的GSS主机的的对帧控制及输入输出管理功用放在效劳器上，降低GSS客户端的客观影响，保证了大局部玩家的体验，且其中有玩家作弊，也能马上检测到，保证游戏的公平性，但构造上已脱离p2p设计，通讯流量随用户增加，负额指数级增长。该计划平安性高，保证玩家体验，但对效劳负载有一定的请求。

 

4.其他

交融有/无主机与效劳器主机的构造。效劳器主机构造的特性在于控制权在效劳端，在常州微信小程序开发有状态的网络游戏中，能够有效避免游戏数据修正、游戏加速等外挂，在效劳端硬件资源方面，能够增加有/无主机构造减轻担负，大局部功用用有/无主机构造处置，关键操作由效劳器主机构造处置等，让GSS主机与效劳器主机协同效劳

 

三、效劳器主机构造设计

 

效劳器主机构造的特性如上所述，这里再深化展开对该构造的剖析与设计。

效劳器主要是起到控制造用，停止客户端的对帧控制和输入输出管理。如图7，效劳器每帧都发驱动帧驱动客户端执行帧处置，当客户端有输入被效劳器接纳到，则效劳器当前帧内将输入同步输出给各个客户端。

 

网络上由于客户端的情况多种多样，客户端帧数可能跟不上效劳器，如图8所示，假如客户端呈现掉帧状况，则在收到驱动帧后需求加速执行，以追上其他客户端的速度，防止掉帧的用户不断在对过去的事情停止响应。

 

游戏应该优先保证正常用户的体验，所以当有玩家呈现卡帧状况的时分，不应选择暂停其他玩家，而是让他渐渐的追逐上来，设计上，效劳器即能够采用客户端的正常速度，按帧驱动客户端，但当网络都呈现突发情况的时分，如图9，通讯异常时，2个客户端都对帧数2缺失，假如效劳器照常运转，到恢复网络情况时，会呈现状况是，每个客户端都卡了几帧之后，加速拉了几帧。所以，针对这种状况，增加客户端的对帧操作，即客户端执行第1帧时，跟效劳器说能够播放第二帧了，然后效劳器开端驱动第二帧动作，思索网络延迟状况，能够提早对帧第n帧的，效果如图9，左边客户端第二个对帧操作使效劳器开端推进第二帧停止，而右边客户端的第二个对帧动作其实不起任何作用。

客户端设计由两局部组成，分别是GSS模块和渲染模块。

 

GSS模块包含物品系统、角色系统、AI系统、场景系统还有其他相关系统等，同时，输入输出和帧数控制也一同集成在GSS模块中。GSS中各系统功用分别是：

       物品系统：游戏物品以及物品的效果

       角色系统：角色包括玩家角色、npc及apc等

       ai系统：驱动apc行动的控制模块

       场景系统：场景物件、地图、寻路等

       其他系统：其他相似技艺、状态等系统

       输入输出模块：监听玩家输入，将玩家输入上报效劳器，同时监听效劳器输入，绑定当前帧输出

       帧数控制模块：监听效劳器驱动帧，驱动执行每帧处置

 

GSS模块中各个系统的执行，由帧数驱动，不引入其他时间线。有如物品持续时间、状态持续时间等都以帧数作为独一的时间轴。帧与帧之间的播放频率，则由效劳器统一控制，但由于网络颤动等影响，帧的频率并不是太稳定，为防止播放颤动，帧数控制器需求停止一定的平滑处置。

 

逻辑帧与渲染帧绑定算法

其中  OnUpdate由引擎在每帧调用，GetNewestFrame取得逻辑帧通知过来的最新帧，这样，保证了逻辑帧中关键帧停止伤害计算时，渲染帧不会脱帧严重。

 

四、反外挂与断线重连

 

关于一个游戏来讲，战役就是灵魂，假如战役做不到极致，其他方面做的再好也是徒劳，这几年，也参与了很多游戏的开发，其中有很多游戏是从决策到死掉全程参与，深有慨叹。从端游到页游 从页游再到手游 每一个新市场时机呈现的时分，都是从闭着眼睛就能赚钱到大局部赚不到钱过度，对游戏的开发技术都请求也是越来越高，只不过每个市场到成熟的时间都被大大缩短了。关于战役来讲很多都是筹划脑补的跟实践做出来的完整不是一回事，很多缘由都是战役计划选型就是错误的。

 

从程序角度来讲，我把战役从两个维度分类：

1.从操作方式上分为回合操作、即时操作。

 

2.从交互方式上分为 离线战役 联网战役，这个中央需求阐明一下，有些游戏固然也能进攻他人，例如COC 但是由于战役的时分，另外一个人是不能够操作的，相似于这样的战役也能够称为离线战役。

 

根本上一切的战役都是以上两种方式在某种水平的组合而已，例如梦境西游能够以为是联网战役、回合操作类型。

 

最近比拟火的全民超神，王者光彩，属于 （联网战役|离线战役）即时操作类型。

 

最新网易出的功夫熊猫 属于 （联网战役|离线战役）即时操作类型，相关于dota类的全民超神、王者光彩，他对延迟请求的更高了。

 

假如在立项初期，项目方案时分不肯定游戏的操作类型，以及网络请求，做得后期要想调整的话，改动是致命的，假定依照之前时空猎人的方式完成的纯离线战役及时游戏，最多也只能做做离线PVP，假如想增加联网PVP的功用的话，关于程序来讲简直需求重写战役。

 

随着挪动游戏市场越来越成熟，关于战役的请求也在进步，原来做一款ARPG，只要单机玩法就足够了，不需求开发实时PVP，但是如今市面上的ARPG不只能够联网PVP，以至能够联网组队PVE了，所以我觉得假如如今再去做游戏的话，只是一个单机玩法，或者是离线PVP玩法曾经远远不能满足现代玩家的口味了。

 

我以为如今战役系统需求满足一下几点。

1.一定要有离线PVE玩法，或者离线PVP玩法，能够在让玩家在网络不好的时分消遣，俭省流量。（全民超神、王者光彩在5V5匹配时分都有一定几率匹配到离线战役，这个时分是不耗流量的，其别人全是AI控制的）

 

2.一定要有在线PVP，在线PVE，可以让玩家在网络比拟好的时分，实时竞技。增加可玩性。

 

3.战役中，尽最大水平俭省玩家的流量，例如全民超神这款游戏，一场30分钟的战役根本上要耗费掉20M的流量，而且此类游戏大局部是玩的联网战役，根本上在非wifi状况下没法玩。

 

4.需求有战役回放机制，能够让筹划设计离线玩法的时分更自在，例如COC，战役回放根本变成了它游戏的一局部。

 

5.防作弊，假如有离线玩法的话，一定有机制对离线玩法的结果停止考证，要不然等你游戏真火了，你就晓得错了。

 

6.完成难度相对较低。

 

关于联网游戏来讲，同步的方式主要分为两种，状态同步、帧同步。

1.状态同步：望文生义，是指的将其他玩家的状态行为同步的方式，一帮状况下AI逻辑，技艺逻辑，战役计算都由效劳器运算，只是将运算的结果同步给客户端，客户端只需求承受效劳器传过来的状态变化，然后更新本人本地的动作状态、Buff状态，位置等就能够了，但是为了给玩家好的体验，减少同步的数据量，客户端也会做很多的本地运算，减少效劳器同步的频率以及数据量。

 

2.帧同步：RTS游戏常采用的一种同步技术 ，上一种状态同步方式数据量会随着需求同步的单位数量增长，关于RTS游戏来讲动不动就是几百个的单位能够被操作，假如这些都需求同步的话，数据量是不能被承受的，所以帧同步不同步状态，只同步操作，每个客户端承受到操作以后，经过运算能够到达分歧的状态（经过随机种子保证一切客户端随机序列分歧），这样的状况下就算单位再多，他的同步量也不会随之增加。

 

下面我们从以上的5个方面对各自完成方式停止描绘：

总结一下：

1.关于回合制战役来讲，其实选用哪种方式完成不是特别重要了，由于自身完成难度不是很高，采用状态同步也能完成离线战役考证。所以采用帧同步的必要性不是很大。

 

2.关于单位比拟多的RTS游戏一定是帧同步，关于COC来讲，他固然是离线游戏，但是他在一样输入的状况下是能得到一样结果的，所以也能够以为他是用帧同步方式完成的战役系统。

 

3.关于对操作请求比拟高的，例如MOBA类游戏有碰撞（玩家、怪物能够相互卡位）、物理逻辑，纯物理类即时可玩休闲游戏，帧同步完成起来比拟顺畅，（有开源的Dphysics 2D物理系统可用 它是Determisti的）。

 

4.关于战役时大地图MMORPG的，一个地图内会有成千上百的玩家，不是小房间性质的游戏，只能运用状态同步，只同步本人视野的状态。

 

5.帧同步有个缺陷，不能防止玩家采用作弊工具开图。