两种同步模式:状态同步和帧同步

两种同步模式:状态同步和帧同步

一、同步

所谓同步,就是要多个客户端表现效果是一致的,例如我们玩王者荣耀的时候,需要十个玩家的屏幕显示的英雄位置完全相同、技能释放角度、释放时间完全相同,这个就是同步。就好像很多个人一起跳街舞齐舞,每个人的动作都要保持一致。而对于大多数游戏,不仅客户端的表现要一致,而且需要客户端和服务端的数据是一致的。所以,同步是一个网络游戏概念,只有网络游戏才需要同步,而单机游戏是不需要同步的。


二、状态同步和帧同步的区别

最大的区别就是战斗核心逻辑写在哪,状态同步的战斗逻辑在服务端,帧同步的战斗逻辑在客户端。战斗逻辑是包括技能逻辑、普攻、属性、伤害、移动、AI、检测、碰撞等等的一系列内容,这常常也被视为游戏开发过程中最难的部分。由于核心逻辑必须知道一个场景中的所有实体情况,所以MMO游戏(例如魔兽世界)就必须把战斗逻辑写在服务端,所以MMO游戏必须是状态同步的,因为MMO游戏的客户端承载有限,并不能把整张地图的实体全部展现出来(例如100米以外的NPC和玩家就不显示了),所以客户端没有足够的信息计算全图的人的所有行为。

具体到客户端和服务端通信上,在状态同步下,客户端更像是一个服务端数据的表现层,举个例子,一个英雄的几乎所有属性(例如血量、攻击、防御、攻速、魔法值等等)都是服务端传给客户端的,而且在属性发生改变的时候,服务端需要实时告诉客户端哪些属性改变了,客户端并不能改变这些属性,而是服务端传来多少属性就显示多少属性(虽然可以改变客户端数值达到表现上的效果,例如无限血量,但是服务端那边的血量属性为0时,一样要死)。再举个例子,一个英雄要释放一个非指向性技能(例如伊泽瑞尔的Q),具体的过程就是,客户端通知服务端“我要释放一个技能”-》服务端通知客户端“在某地以什么方向释放某技能”-》客户端根据这些信息创建一个特效放在某地,然后以某个方向飞行-》服务端根据碰撞检测逻辑判断到某个时刻,这个技能碰到了敌方英雄,通知客户端-》客户端根据服务端信息,删除特效,被打的英雄减血同时播放受击特效。

而在帧同步下,通信就比较简单了,服务端只转发操作,不做任何逻辑处理。以下图为例:

现在同一局里有4个玩家,也就是4个客户端,这时客户端A释放了一个技能x,此时将操作传递给服务端,服务端不做任何判断,直接把A的操作全部分发给ABCD,则ABCD同时让客户端A控制的英雄释放技能x。


三、流量

状态同步比帧同步流量消耗大,例如一个复杂游戏的英雄属性可能有100多条,每次改变都要同步一次属性,这个消耗是巨大的,而帧同步不需要同步属性;例如释放一个技能,服务端需要通知客户端很多条消息(必须是分步的,不然功能做不了),而帧同步就只需要转发一次操作就行了。


四、回放&观战

帧同步的回放&观战比状态同步好做得多,因为只需要保存每局所有人的操作就好了,而状态同步的回放&观战,需要有一个回放&观战服务器,当一局战斗打响,战斗服务器在给客户端发送消息的同时,还需要把这些消息发给放&观战服务器,回放&观战服务器做储存,如果有其他客户端请求回放或者观战,则回放&观战服务器把储存起来的消息按时间发给客户端。


五、安全性

状态同步的安全性比帧同步高很多,因为状态同步的所有逻辑和数值都是在服务端的,如果想作弊,就必须攻击服务器,而攻击服务器的难度比更改自己客户端数据的难度高得多,而且更容易被追踪,被追踪到了还会有极高的法律风险。而帧同步因为所有数据全部在客户端,所以解析客户端的数据之后,就可以轻松达到自己想要的效果,例如moba类游戏的全图挂,吃鸡游戏的透视挂,都是没办法防止的,而更改数据达到胜利的作弊方式(例如更改自己的英雄攻击力)可以通过服务器比对同局其他人的战斗结果来预防。


六、服务器压力

状态同步服务器压力比较大,因为要做更多运算。


七、开发效率

首先要说,状态同步的游戏占主流,其次就是状态同步开发起来比较难。而帧同步服务器开发难度低,同一套方案可以给很多不同类型的游戏使用,反正都是转发操作;减少了服务端客户端沟通,老实说,没有扯皮的时间,开发效率最起码提高20%,状态同步的方案下,同一个功能至少需要一个客户端和服务端共同完成;PVP和PVE基本用的是同一套代码,做完PVP很容易就可以做单机的PVE。


八、使用帧同步的知名游戏

王者荣耀、魔兽争霸3、所有格斗类游戏


九、断线重连

状态同步的断线重连很好做,无非就是把整个场景和人物全部重新生成一遍,各种数值根据服务端提供加到人物身上而已。帧同步的断线重连就比较麻烦了,例如客户端在战场开始的第10秒短线了,第15秒连回来了,就需要服务端把第10秒到第15秒之间5秒内的所有消息一次性发给客户端,然后客户端加速整个游戏的核心逻辑运行速度(例如加速成10倍),直到追上现有进度。



十、注意点

需要保证每次随机的数字都相同,所以需要自己实现一套随机数,不能用unity自带的那个随机数接口,而且需要服务端发送相同的随机种子;因为非常微小的误差就有可能产生蝴蝶效应,所以所有float型的参数必须变成int型,保证计算结果一致。

编辑于 2018-05-22