“Souls like” 多人游戏的网络设计

魂系列是典型的带多人游戏功能的单机游戏.在多人游戏中,服务器几乎完全不处理游戏逻辑,仅仅负责玩家匹配. 在Demo中,实现了类似的多人游戏机制,在实现部分有一些取巧,省了一些工作量,但使得高延迟时可能会出现一些不太合理的现象, 不过任何多人游戏,高延迟的体验一定都很差,设计时只要满足低延迟(<100ms)时表现正常即可.

魂系列多人游戏机制

在经过一些实际测试,以及网上查阅相关视频,发现魂系列的多人游戏有以下现象:

1.任何人都可以开修改器锁血和精力.这说明血量等状态完全是本地处理.

2.看到对方空气斩,但自己会掉血.或者跑开很远,结果被背刺.有时候已经开始处决对方,对方却仍然在行动.这说明攻击判定很有可能也是本地处理.

可以看出来,在多人游戏中,数据和相关逻辑基本都是本地处理,这也是单机游戏不可避免的问题,因为没有服务器做决断,在较高延迟或使用修改器时,很难做出合适的处理.

再考虑联机时的网络,有可能是完全点对点的网络设计,也可能存在主机,但主机仅仅负责不同玩家间的消息转发.

这里使用的机制

基于上面的观察结果,采用的机制如下:

1.所有玩家数据和状态均由本机处理.

2.采用主-从网络,主机负责转发不同玩家之间的消息.

同步的设计

有了上面的机制,还要确定不同机器之间如何做同步.在这里我把需要同步的内容分成两类:

1.角色状态.即角色当前的状态,这类同步可以采用不可靠协议,即使之前的内容丢包,只要收到最新的内容,就能确定角色当前状态,并立即显示出来.

2.关键事件.有部分事件可能比较关键,这类同步必须采用可靠协议,比如玩家射出一箭或者击中对方,在延迟不大时,不应该因为丢包而没有处理,而延迟过大时,则可以视情况不处理.

具体的实现

角色状态

首先是角色状态的同步,这里主要是角色的刚体运动,动画以及血量.实际可以根据情况附加更多状态信息这里讲一下刚体运动和动画的同步.

刚体运动的同步

采用的机制是”影子跟随”.如果收到的位置与当前位置较近,则以一定速度移动到此为止.若距离较远,则直接”闪现”过去. 在此基础上,再加上刚体速度的同步,低延迟状态下效果几乎完美.

动画的同步

这里使用了两个判断:

1.如果收到的动画与当前显示动画不同,则修改当前动画状态.

2.如果动画相同,但当前播放进度差异较大,则修改当前动画状态.

角色状态同步的效果

首先看看低延迟情况(50ms ~ 200ms)

low latency

再看看较高延迟的情况(500ms ~ 2s),动作游戏中,延迟高于200ms时,基本认为很难玩.

high latency

关键事件

这里可以说的不多,比较关键的事件都可以这样处理,不同事件的具体表现可以根据情况优化. 比如伤害判定,本地玩家击中对方,则给对方发给消息,对方再根据自己的状态判定伤害是否有效. 另外我把手枪射击的消息也作为关键事件同步了,这样在较高延迟下,表现可能不太好.

总结

有了以上这些机制,已经可以实现魂系列的多人游戏了.

另外考虑下有服务器作判定的多人动作游戏,部分动作或技能会需要服务器判定是否使用,这样一来机制上会复杂一些,但总体思路是差不多的.

其他参考资料

链接: 荣耀战魂中使用了33ms的输入延迟

此文提到最初使用的以100ms为输入间隔的全球同步时钟,但上线后彻底移出了这套机制,仅对部分offensive动作的输入延迟了33ms.如下所示.