帧同步和状态同步概述

帧同步

适用游戏类型

对于延迟要求较高的游戏,例如:FPS游戏, RTS游戏(即时战略游戏)等。

原理

帧同步不同步状态,只同步玩家的操作指令,操作指令包含当前的帧索引。这里最重要的概念就是 相同的输入 + 相同的时机 = 相同的输出。
实现帧同步的一般流程是:
1. 同步随机数种子。(一般游戏中都设计随机数的使用, 通过同步随机数种子,可以保持随机数一致性)
2. 客户端上传操作指令。(指令包括游戏操作和当前帧索引)
3. 服务器广播所有客户端的操作。(如果没有操作, 也要广播空指令来驱动游戏帧前进)。

因为帧同步的特性, 我们可以很方便的做出战斗回放:服务器记录所有操作, 客户端请求到操作文件再执行一次即可。

帧同步的特性导致客户端的逻辑实现和表现实现必须完全分离。Unity中的一些方法接口(如 Invoke, Update、动画系统等)是不可靠的,所以要自己实现一套物理引擎、数学库,做到逻辑和表现分离。 这样即使Unity的渲染是不同步的,但是逻辑跑出来是同步的。

状态同步

适用游戏类型

RPG,回合制游戏等对于延迟要求不太高的游戏。不同玩家屏幕上的表现的一致性并不是重要指标, 只要每次操作的结果相同即可。所以状态同步对网络延迟的要求并不高

原理

顾名思义,同步的是游戏中的各种状态,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。

状态同步一般流程:
1. 客户端上传操作到服务器
2. 服务器收到后计算游戏行为的结果,然后以广播的方式下发游戏中各种状态
3. 客户端收到状态后再根据状态显示内容

简单总结

  1. 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。
  2. 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)。
  3. 对于战斗时大地图MMORPG的,一个地图内会有成千上百的玩家,不是小房间性质的游戏,只能使用状态同步,只同步自己视野的状态。
  4. 帧同步有个缺点,不能避免玩家采用作弊工具开图。

两者的对比

同步方式 状态同步 帧同步
流量 相对高,全民超神采用状态同步,流量30分钟20M 相对低,王者荣耀采用帧同步,流量30分钟8M
战斗回放 记录文件大 记录文件小
安全性 服务器实现逻辑,安全性高 逻辑在客户端,反外挂压力大、无法避免开图挂
服务器压力
战斗校验 只能通过协议加密,内存混淆,大概数据误差校验,无法彻底解决 服务器可以重新跑一遍战斗。通过这样的方式准确验证战斗结果
网络卡顿表现 莫名掉血,瞬移,回位 追帧,整个战斗停止
实现 调优状态同步方式,客户端需要做插值处理 客户端按照单机方式开发,保证逻辑层和表现层分离。逻辑层不要用到浮点数,不要用不确定顺序的逻辑结构。如果使用unity做游戏,要注意unity自身的physics Nav Mesh都是不可以在战斗中使用的,因为他们都使用了浮点计算,会出问题

参考博客:https://blog.csdn.net/david_dai_1108/article/details/73437736

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