各位艦長(zhǎng)大家好，距離上一次官方的開(kāi)發(fā)進(jìn)度帖子更新已經(jīng)有一段時(shí)間了。除開(kāi)游戲去年上一次的0.9大版本更新，每隔一段時(shí)間游戲的測(cè)試版也能收到定期的更新（如果您還不知道怎么啟用測(cè)試版，您可以在游戲庫(kù)中右鍵點(diǎn)擊屬性選項(xiàng)，并使用測(cè)試代碼“navalarttest”）。

對(duì)于已經(jīng)啟用了測(cè)試版的艦長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，您可能已經(jīng)注意到測(cè)試版已經(jīng)幾周沒(méi)有收到新的更新了，這是因?yàn)槟壳拔以跒橛螒蚣尤攵嗳擞螒虻目蚣?，而加入框架需要改?dòng)游戲一些非常底層的代碼。

【為什么是多人游戲？】

一開(kāi)始，我在航母功能上花了一段時(shí)間來(lái)構(gòu)思并測(cè)試將要在航母更新中加入的新功能，同時(shí)我也在試圖加入多人游戲一些基本的功能來(lái)為之后的更新做準(zhǔn)備，然而我發(fā)現(xiàn)游戲現(xiàn)在的運(yùn)行的機(jī)制不太適合在之后的更新中直接加入多人游戲，如果進(jìn)行暴力移植的話將會(huì)產(chǎn)生許多麻煩，并且游戲目前的防空，導(dǎo)彈，飛行器機(jī)制雖然在本地運(yùn)行良好，但是他們其實(shí)并無(wú)法在多個(gè)玩家之間進(jìn)行同步，原因?qū)?huì)在下文進(jìn)行更詳細(xì)的闡述。

這可能也是許多著名的沙盒游戲，例如坎巴拉太空計(jì)劃，簡(jiǎn)單飛機(jī)沒(méi)有官方多人游戲的原因：一個(gè)多人游戲從一開(kāi)始開(kāi)發(fā)最好就是基于多人的，多人游戲所需要的運(yùn)行邏輯和單人并不相同。這對(duì)于一整個(gè)獨(dú)立游戲開(kāi)發(fā)組來(lái)說(shuō)可能都是一個(gè)難題，更不用說(shuō)目前游戲開(kāi)發(fā)的主要任務(wù)只有我來(lái)承擔(dān)。 但是既然多人游戲已經(jīng)被加入路線圖了，開(kāi)發(fā)者就不會(huì)食言，我選擇接受挑戰(zhàn)。

所以事情變得棘手了，如果我選擇在游戲中先加入航母系統(tǒng)的話，在航母系統(tǒng)之后的多人游戲更新中，我又要把航母系統(tǒng)和現(xiàn)在所有的系統(tǒng)一樣重寫一遍來(lái)貼合多人聯(lián)機(jī)的需求。所以我決定把多人游戲作為游戲開(kāi)發(fā)進(jìn)程中的更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)。好消息是，如果一些都順利的話,具有基本的甲彈對(duì)抗，魚(yú)雷的Steam聯(lián)機(jī)版本將會(huì)在二月初和大家見(jiàn)面。屆時(shí)我將會(huì)開(kāi)啟一個(gè)新的公開(kāi)測(cè)試版，艦長(zhǎng)們將可以和自己的朋友一塊使用自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行游玩了。

【存在的挑戰(zhàn)】

因?yàn)镹avalArt是一個(gè)沙盒游戲，我們的玩家將可以自由設(shè)計(jì)他們的戰(zhàn)艦，也許有人會(huì)在一艘戰(zhàn)艦上放置許許多多的武備，例如炮塔，魚(yú)雷發(fā)射器，導(dǎo)彈或者飛行器。舉例來(lái)說(shuō)，您可以想想您曾經(jīng)玩過(guò)的一些多人戰(zhàn)爭(zhēng)游戲，在一局游戲中，將不會(huì)有許多玩家進(jìn)行對(duì)抗，除非在背后有一個(gè)遠(yuǎn)程專用服務(wù)器在使得戰(zhàn)局同步與運(yùn)行。NavalArt的開(kāi)發(fā)目標(biāo)是使用Steam的P2P網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)游玩，它所能提供的網(wǎng)絡(luò)帶寬更少，連接更不穩(wěn)定，所以在玩家之間進(jìn)行通信并且同步所有單位在目前的情況下是一個(gè)不可能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。

【數(shù)學(xué)】

舉例來(lái)說(shuō)，如果有200架飛機(jī)存在與一場(chǎng)對(duì)局中，游戲以10Hz的頻率在玩家之間同步這些飛機(jī)的位置和旋轉(zhuǎn)，也就是每秒十次，那么：

位置： 12字節(jié)
旋轉(zhuǎn)： 12字節(jié)（實(shí)際上由于它是一個(gè)四元數(shù)，是16字節(jié)）
所以每架飛行器需要24字節(jié)來(lái)同步它當(dāng)前的狀態(tài)，當(dāng)我們把它放到公式中：

(12+12)*10*200 = 48000 字節(jié)/秒 = 46.875 KB/秒

可能我們刷視頻的時(shí)候有時(shí)候網(wǎng)速占用能上到MB，但是這對(duì)于游戲來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常大的數(shù)值，舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)10vs10的CS：Go休閑對(duì)局所使用的流量是 60 KB/秒，一個(gè)典型的基于Steam P2P的游戲如果想要進(jìn)行流暢的游玩的話，它的流量占用大約是30KB/秒，更不用說(shuō)玩家可能在他們的船只上放置超出200架飛機(jī)。

【解決方案】

對(duì)于炮塔和魚(yú)雷發(fā)射器來(lái)說(shuō)，問(wèn)題并不是很大，因?yàn)榕谒汪~(yú)雷的彈道除開(kāi)中間的誤差計(jì)算以外，其他部分都是確定性的，它們具有確定的初速度和確定的發(fā)射角度和地點(diǎn)，所以主持對(duì)局的玩家的客戶端作為服務(wù)器，它只需要在炮彈發(fā)射的時(shí)候告訴所有玩家的游戲，在xx地生成魚(yú)雷/炮彈，然后所有客戶端同時(shí)在本地模擬彈。當(dāng)炮彈/魚(yú)雷擊中物體的時(shí)候，服務(wù)器告訴所有客戶端，銷毀這個(gè)物體。魚(yú)雷和炮彈的坐標(biāo)并不需要再所有時(shí)候進(jìn)行同步。

對(duì)于導(dǎo)彈和飛行器來(lái)說(shuō)，情況就不一樣了。你可能曾經(jīng)玩過(guò)一些RTS也就是即時(shí)戰(zhàn)略游戲，他們使用一種叫做deterministic lockstep的技術(shù)，翻譯過(guò)來(lái)叫做確定性鎖步。使用這項(xiàng)技術(shù)的游戲，無(wú)論它在誰(shuí)的電腦上運(yùn)行，對(duì)于同樣的用戶輸入操作，它所給出的輸出，也就是游戲中的表現(xiàn)都是一樣的。所以，它們可以只在網(wǎng)絡(luò)上同步用戶的操作，例如框選單位，進(jìn)行攻擊，而同步操作并不需要怎么使用網(wǎng)絡(luò)，所以使用此項(xiàng)技術(shù)的游戲進(jìn)行聯(lián)機(jī)只需要使用很少的流量。(Steam上一款著名的游戲《異星工廠》同樣使用了此項(xiàng)技術(shù)來(lái)同步數(shù)以萬(wàn)計(jì)的單位)

既然這項(xiàng)技術(shù)這么好，您可能會(huì)想，為啥我們不在NA中也加入這個(gè)功能？ 現(xiàn)實(shí)是，在NA中加入這項(xiàng)功能并不是十分現(xiàn)實(shí)。

第一,NavalArt使用浮點(diǎn)來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，浮點(diǎn)具有一個(gè)特性，就是當(dāng)數(shù)值開(kāi)始變大的時(shí)候，它會(huì)產(chǎn)生一些誤差，這些誤差隨著時(shí)間的積累會(huì)使得最終誤差變得很大，所以在相同的用戶輸入下，例如將所有飛行器移動(dòng)到另外一地，飛行器到達(dá)目標(biāo)的時(shí)間和地點(diǎn)將可能每次都變得不同，結(jié)果將不是確定性的。同時(shí)，確定性鎖步要求所有聯(lián)機(jī)玩家的游戲都使用相同的速度和頻率運(yùn)行，這將產(chǎn)生許多致命的缺點(diǎn)。如果您之前玩過(guò)一些RTS游戲的話，您可能有時(shí)候會(huì)碰到游戲突然變得卡頓并提示“XX玩家正在使得游戲變慢”，抑或是游戲突然掉線并提示“您已經(jīng)失去同步”。同時(shí)，也有許多其他原因使得我們不能使用這項(xiàng)技術(shù)。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要縮減對(duì)珍貴的網(wǎng)絡(luò)流量帶寬的占用， 這將意味著在現(xiàn)有的導(dǎo)彈和飛行器的機(jī)制基礎(chǔ)上直接加入多人聯(lián)機(jī)游戲?qū)⑹腔旧喜豢赡艿?，他們需要進(jìn)行方向性的重制，但是這將不會(huì)需要太久的時(shí)間，因?yàn)槔鐒?dòng)畫的一些代碼可以在重制中被重用。這也是下一個(gè)多人測(cè)試版不會(huì)具有導(dǎo)彈和飛機(jī)的實(shí)際功能的原因，因?yàn)橹苯釉诰W(wǎng)絡(luò)中使用單機(jī)代碼的話會(huì)產(chǎn)生bug。

您可能也注意到在現(xiàn)有版本中，飛機(jī)會(huì)直接穿山而過(guò)。在之后的飛行器重制中，這個(gè)問(wèn)題也將會(huì)被解決。目前打算是將整個(gè)地圖坐標(biāo)網(wǎng)格化，這樣為飛行器加入尋路和避障就會(huì)更容易了。飛機(jī)將也可能實(shí)現(xiàn)編隊(duì)飛行，因?yàn)樗鼈兛梢詸z測(cè)哪個(gè)網(wǎng)格被隊(duì)友飛行器占據(jù)了，從而避開(kāi)被占據(jù)的坐標(biāo)。

使用網(wǎng)格系統(tǒng)也將大大削減網(wǎng)絡(luò)資源的占用，因?yàn)槲覀冃枰降闹挥芯W(wǎng)格坐標(biāo)，當(dāng)我們用比特，也就是2的n次冪來(lái)同步他們的時(shí)候，很顯然他們會(huì)比一整個(gè)12字節(jié)的三維向量要更小，后者是整整12*8為96比特。飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)可以通過(guò)在網(wǎng)格坐標(biāo)之間進(jìn)行插值來(lái)計(jì)算。

也有其他許多技術(shù)可以被用在多人游戲上，例如增量同步，數(shù)據(jù)壓縮。所以請(qǐng)您再給予一點(diǎn)耐心，游戲?qū)⒉粫?huì)被放棄，它在未來(lái)也會(huì)如過(guò)去幾年般變得越來(lái)越完善。

【最后】

我希望您喜歡這篇描述了游戲開(kāi)發(fā)在目前階段碰到的困難和可能的解決方法的文章，下一篇更新日志將會(huì)在不久后的多人游戲公開(kāi)測(cè)試版本發(fā)布。

(圖片作者：Julius_Tetsuo、肄業(yè)遮目）