老铁们,大家好,相信还有很多朋友对于帧同步服务器和帧同步和状态同步的相关问题不太懂,没关系,今天就由我来为大家分享分享帧同步服务器以及帧同步和状态同步的问题,文章篇幅可能偏长,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!
一、【网络同步】浅析帧同步和状态同步
深入探索网络游戏世界的同步艺术,帧同步与状态同步犹如舞台上的双面角色。帧同步(LockStep),如同客户端的舞者,其逻辑执行在用户眼前,然而过度依赖可能滋生外挂,且受网络波动影响,通过乐观锁定等手法,它试图在挑战与优化间找到平衡。然而,这种严格或乐观的模式,一旦遭遇高延迟,易导致画面卡顿,体验打折。
相比之下,状态同步在服务器的舞台中央,它守护着游戏世界的公正与一致*。每次操作后,服务器确保所有玩家看到的都是同一画面,这对于回放和观战至关重要,但这也意味着更高的资源消耗。这种模式虽然牺牲了一部分即时响应,却在对抗作弊和保证游戏公正*上更胜一筹。
在传输协议的选择上,TCP以其稳定*赢得了主流地位,但面对高峰期,UDP的低延迟特*被《街霸4》和《英雄联盟》等游戏巧妙利用。现代技术如KCP,更是以更低的延迟提升游戏体验。然而,在中国复杂的网络环境中,通常采取先TCP后UDP的策略,以保证游戏的基础可用*。
为了优化玩家的在线体验,网络同步的优化策略犹如一场精细的舞台调度。通过插值技术,减少角色动作的突然跳动;客户端预测与服务器回滚,提前运算并记录指令,根据实际反馈调整。同时,应对网络延迟的策略包括延迟补偿、命令缓冲、假表现等手段,以及在丢包时的TCP优先和UDP冗余策略。带宽优化则通过对象裁剪、分区分房间等手段,降低数据同步的负担。
帧率是游戏流畅*的关键,内存管理、IO操作、逻辑计算、AI处理、物理模拟、渲染效率等各环节都需要精心雕琢。在涉及同步技术时,如虚幻引擎和Unity引擎的网络架构设计,参考网络同步历史、Unreal Engine教程,甚至游戏技术总监的实战经验,都是提升同步技术效果的宝贵资源。
总的来说,帧同步与状态同步,犹如技术的两极,它们在网络游戏的舞台上相互影响,共同塑造出我们所体验到的每一刻游戏世界。理解并优化这些同步技术,就如同在舞台上导演一场流畅且公平的表演,让玩家沉浸在无尽的游戏乐趣中。
二、游戏里的帧同步机制
在多人对战的游戏中,游戏的每一方客户端需要保持每一个时刻大家的数据是一致的,常见的同步方式分为帧同步和状态同步,帧同步服务器不需要知道游戏逻辑,只是将客户端的操作进行转发,然后客户端自己计算逻辑,状态同步是服务器计算游戏逻辑,并将角色状态返回给客户端,客户端使用服务器返回的状态即可。常见的RTS,Moba一般是帧同步,mmorpg一般是状态同步。
总所周知,游戏是一帧一帧渲染在屏幕上的,我们一般称之为渲染帧,渲染帧是不稳定的,如果一帧计算的东西太多或者画面太复杂,这一帧的时间可能会比较长,同一款游戏在不同的CPU,显卡上,渲染帧也是不尽相同的。而帧同步的帧是指逻辑帧,非渲染帧。我们以2台手机为例,他们需要同步,意味着他们的数据是一致的,如何保证他们数据一致呢,保证它们的起始状态是一致的,执行操作的时间是一致的,执行的操作是一致的,那么2台机器的结果一定是一致的。假如我们将游戏固定为1秒20个逻辑帧,即每50ms执行一次逻辑帧,2台手机都将在第5帧的时候执行A的移动操作,都将在第12帧的时候执行B的攻击操作,这样2台手机无时无刻不保持着一致,这就是帧同步的概念。
在做帧同步之前,需要头脑清晰的知道所有的游戏逻辑都需要拆成每个逻辑帧去执行,例如计算伤害,生命恢复等,这些都是在每一个逻辑帧去做的事情。游戏按照你的逻辑帧,不停的计算着数据,这样游戏就按逻辑帧走起来了,至于渲染到屏幕上,渲染30帧还是60帧,跟你的数据运算没有关系。
流程图如下:
三、帧同步和状态同步
对于联网游戏来讲,同步的方式主要分为两种,状态同步、帧同步。
1、状态同步:顾名思义,是指的将其他玩家的状态行为同步的方式,一帮情况下AI逻辑,技能逻辑,战斗计算都由服务器运算,只是将运算的结果同步给客户端,客户端只需要接受服务器传过来的状态变化,然后更新自己本地的动作状态、Buff状态,位置等就可以了,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,减少服务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要同步的单位数量增长,对于RTS游戏来讲动不动就是几百个的单位可以被操作,如果这些都需要同步的话,数据量是不能被接受的,所以帧同步不同步状态,只同步操作,每个客户端接受到操作以后,通过运算可以达到一致的状态(通过随机种子保证所有客户端随机序列一致),这样的情况下就算单位再多,他的同步量也不会随之增加。
总结一下:
1、对于回合制战斗来讲,其实选用哪种方式实现不是特别重要了,因为本身实现难度不是很高,采用状态同步也能实现离线战斗验证。所以采用帧同步的必要*不是很大。
2、对于单位比较多的RTS游戏一定是帧同步,对于COC来讲,他虽然是离线游戏,但是他在一样输入的情况下是能得到一样结果的,所以也可以认为他是用帧同步方式实现的战斗系统。
3、对于对操作要求比较高的,例如MOBA类游戏有碰撞(玩家、怪物可以互相卡位)、物理逻辑,纯物理类即时可玩休闲游戏,帧同步实现起来比较顺畅,(有开源的Dphysics 2D物理系统可用它是Determisti的)。
4、对于战斗时大地图MMORPG的,一个地图内会有成千上百的玩家,不是小房间*质的游戏,只能使用状态同步,只同步自己视野的状态。
5、帧同步有个缺点,不能避免玩家采用作弊工具开图。
四、帧同步:原理与实现
在网络游戏的世界中,帧同步技术犹如游戏流畅度的守护神,它的重要*不言而喻。这项技术的核心在于客户端发送玩家操作,比如每秒100个游戏单位,每个单位的数据量约为408字节,包括帧号、位置和目标移动,这样做的优点在于简化了服务器运算,降低了对网络带宽的需求,从而提升玩家的打击感体验。然而,它也可能带来反作弊的挑战。
与状态同步相对,帧同步在控制大量游戏单位移动时更具优势。状态同步通常用于对实时*要求极高的游戏,如英雄联盟,它需要稳定的网络环境和大量的数据传输,导致服务器压力增大,延迟较高,但反作弊机制相对较弱。例如,英雄联盟可能每秒同步角色状态,而王者荣耀等手机游戏则选择在网络波动时采用帧同步。
帧同步的一个典型应用示例是每5帧同步一次,服务器发送初始帧后,客户端操作被发送,服务器处理后转发给所有玩家。而状态同步则可能在PC游戏如英雄联盟中实时更新角色状态,对于网络波动大的环境,如王者荣耀,这样的设计显得更为灵活。
在离线战斗中,帧同步的实现相对容易,可以模拟服务器的逻辑;相比之下,状态同步的实现则更为复杂。想象一下,客户端B的网络状况良好,可能立即同步到游戏的下一帧,而客户端A由于网络延迟,可能要到第10帧才接收到同步信息。这时,服务器会等待A的数据后再进行同步,这就需要在框架设计中引入可靠UDP协议,确保时序*和数据重传,如C#中的精确运算可能需要自定义库来解决精度问题。
在实际的商业应用中,帧同步框架是一个分布式系统,涉及登录、负载均衡、大厅服务器(如房间分配和匹配算法)以及房间服务器(反作弊、回放等)。它不仅要处理玩家数据,还要包括商城、社交等游戏核心功能。对于学习者来说,丰富的资源可以通过QQ或平台获取。
帧同步的实现和优化并非易事,它需要对游戏*能、网络环境和用户体验有深入的理解,但正是这种技术的精密运作,才让网络游戏的世界更加丰富多彩。想要深入了解,不妨此处观看详细的帧同步实况演示:探索