在上一篇文章中,已經(jīng)可以在服務(wù)器上直接根據(jù)服務(wù)器自己的操作指令,模擬得出結(jié)果,修改球的位置了,接下來(lái),將要考慮如何將服務(wù)器模擬的位置如何同步到客戶(hù)端.

1.服務(wù)器向客戶(hù)端發(fā)送單位實(shí)體(Entity)狀態(tài)

首先需要設(shè)定一個(gè)發(fā)包的頻率(SendRate),目前設(shè)置的是每10個(gè)模擬幀發(fā)送一次,對(duì)于60模擬幀每秒的游戲世界來(lái)說(shuō),這也相當(dāng)于6個(gè)包每秒.這個(gè)包的數(shù)據(jù)應(yīng)該是描述Entity在當(dāng)前模擬幀的狀態(tài).

public class State
{
    public int frame;                                               //模擬的幀號(hào)
    public Entity entity;                                          //所屬的Entity
    public List<Property> properties;                              //需要描述的屬性

    public int Pack(Packet packet)
    {
        packet.Write(frame);
        //將屬性數(shù)據(jù)寫(xiě)入消息包packet
    }
    public int Read(Packet packet)
    {
        frame = packet.ReadInt();
        //從消息包中取出屬性數(shù)據(jù)
    }
}

發(fā)送的方法:

public void FixedUpdate()
{
    if (Core.frame % SendRate == 0)                    //每隔10幀發(fā)送一次
    {
        foreach (var conn in connections)
        {
            conn.Send();                                            
        }
    }
}
//connection中發(fā)送的方法
public void Send()
{
    Packet packet = PacketPool.Get();
    foreach(Entity entity in entities)
    {
        entity.currentState.Pack(packet);                  //將當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)寫(xiě)入消息包
    }
    _connection.Send(CustomMsgTypes.InGameMsg,  packet.msg_untiy);        //通過(guò)UnityEngine.Networking組件的Connection發(fā)送數(shù)據(jù)
}

這樣就把Entity的狀態(tài)打包發(fā)向所有的客戶(hù)端了.

2.客戶(hù)端接收到服務(wù)端的狀態(tài)包

客戶(hù)端接收到服務(wù)端的數(shù)據(jù)包,然后從數(shù)據(jù)包中拿到描述Entity狀態(tài)的數(shù)據(jù)后,需要考慮的是,如果是第一個(gè)狀態(tài),可以直接拿來(lái)應(yīng)用到Entity上,如果不是第一個(gè)狀態(tài)的話,那就不能直接應(yīng)用,因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)傳輸抖動(dòng)的因素,服務(wù)端雖然是每隔10幀發(fā)一個(gè)包,但是客戶(hù)端收包頻率不一定是每隔10幀就收到的,如果直接應(yīng)用的話,必然會(huì)導(dǎo)致抖動(dòng).這個(gè)時(shí)候,我們就需要在客戶(hù)端對(duì)服務(wù)器端進(jìn)行狀態(tài)緩存(StateBuffer)和狀態(tài)插值(StateInterpolation).

1.為什么需要狀態(tài)緩存和狀態(tài)插值

客戶(hù)端收到的狀態(tài)包都是帶幀號(hào)(Frame),幀號(hào)表示了這個(gè)狀態(tài)是服務(wù)器在那幀模擬得到的狀態(tài),客戶(hù)端想要,去除抖動(dòng),平滑的渡過(guò)的狀態(tài)之間的時(shí)間的話.就需要在State_A與State_B進(jìn)行插值計(jì)算.插值計(jì)算的公式應(yīng)該是這樣

Current = MathUtils.Interpolate(State_A, State_B, ???? / (State_B.frame -State_A.frame ))

在公式右側(cè),除了????,其他都是已知的,想要得到插值結(jié)果,那么????應(yīng)該是什么呢?
因?yàn)榉帜傅?strong>兩個(gè)狀態(tài)的幀號(hào)差,所以分子應(yīng)該也是幀號(hào)才對(duì),客戶(hù)端的幀號(hào)跟服務(wù)端幀號(hào)不一致(因?yàn)榉?wù)器肯定早就啟動(dòng)了,客戶(hù)端是后來(lái)才連接服務(wù)器的),這個(gè)時(shí)候就要新增一個(gè)變量用來(lái)表示客戶(hù)端估算出來(lái)的服務(wù)器幀(RemoteEstimatedFrame).
這個(gè)估算幀用來(lái)表示客戶(hù)端在本地估測(cè)服務(wù)器模擬的幀號(hào),它的第一次賦值應(yīng)該是客戶(hù)端收到服務(wù)器的幀號(hào)時(shí),

// 調(diào)整遠(yuǎn)程估算幀
public void AdjustRemoteEstimatedFrame()
{
    if (packetsReceived == 1)
        remoteEstimatedFrame = remoteActualFrame;                    //當(dāng)收到第一個(gè)包時(shí),將包的幀號(hào)賦值給估算幀
}

估算幀也是按照模擬頻率一直累加的,但是估算不一定總是準(zhǔn)的,有時(shí)提前收到包,有時(shí)延遲收到包,甚至丟包.所以如果收到的包幀號(hào)跟估算幀相差太大的時(shí)候,就需要對(duì)估算幀重新調(diào)整

public void AdjustRemoteEstimatedFrame()
{
    if (packetsReceived == 1)
        remoteEstimatedFrame = remoteActualFrame;          //當(dāng)收到第一個(gè)包時(shí),將包的幀號(hào)賦值給估算幀
    else
    {
        remoteDiffFrame = remoteActualFrame - remoteEstimatedFrame;// 差異=實(shí)際收到的幀號(hào)-估算幀
        if (remoteDiffFrame < minDiff || (remoteDiffFrame > maxDiff)        //如果差異太大的話,估算幀就要重新賦值
        {
            remoteEstimatedFrame = remoteActualFrame;
        }
    }
}

效果如下:

server 1.gif

public void AdjustRemoteEstimatedFrame()
{
    if (packetsReceived == 1)
        remoteEstimatedFrame = remoteActualFrame - delay;          //當(dāng)收到第一個(gè)包時(shí),估算幀 = 包幀號(hào) - 延遲
    else
    {
        remoteDiffFrame = remoteActualFrame - remoteEstimatedFrame;// 差異=實(shí)際收到的幀號(hào)-估算幀
        if (remoteDiffFrame < minDiff || (remoteDiffFrame > maxDiff)        //如果差異太大的話,估算幀就要重新賦值
        {
            remoteEstimatedFrame = remoteActualFrame - delay;
        }
    }
}

將delay = 10(因?yàn)榉?wù)器每10幀發(fā)個(gè)包)這樣盡可能的預(yù)留出一個(gè)狀態(tài)包用來(lái)做插值計(jì)算了,看看效果:

server 2.gif

3.小結(jié)

服務(wù)端模擬結(jié)果,下發(fā)狀態(tài)給客戶(hù)端基本就完成了,需要補(bǔ)充的是,在估算幀的計(jì)算中,可以根據(jù)估算幀和實(shí)際幀的差距動(dòng)態(tài)的調(diào)整本地模擬的頻率,比如:

如果估算幀滯后太多了,那客戶(hù)端就每幀加2,甚至加3(默認(rèn)是每個(gè)模擬幀加1)來(lái)追趕.
如果估算幀超前很多,那客戶(hù)端就估算幀的累加可以暫停來(lái)等待,通過(guò)這樣的方式來(lái)緩和.

現(xiàn)在客戶(hù)端通過(guò)插值,實(shí)現(xiàn)了比較平滑的表現(xiàn),但是有比較明顯的延遲,這個(gè)可以通過(guò)加大發(fā)包的頻率來(lái)緩解這個(gè)問(wèn)題.
后續(xù)實(shí)現(xiàn)了客戶(hù)端的預(yù)表現(xiàn)后,這個(gè)問(wèn)題也就不那么重要了.