MMORPG网络游戏如何实现玩家同步

在很多开发者的眼里，网络游戏是如何实现玩家同步，这点一直很神秘，特别是没有做过大型网络游戏项目的小伙伴，今天我们一起来分享一下网络游戏是如何来实现多玩家同步的。网络游戏同步，从技术方向来说有两个，一个是状态同步，一个是帧同步。

   状态同步是如何实现的呢？其实很简单，就是服务器上跑游戏逻辑，服务器通过网络接收玩家的输入，在服务器计算游戏逻辑,推进游戏进度向前发展，如果有状态改变和产生了重要的事件，把状态同步给感兴趣的客户端，客户端播放动画即可。这里需要重点解决的一些技术问题，接下来我们总结并分析下如何实现。

  1: 服务器基于帧率来迭代游戏逻辑

服务端游戏逻辑和客户端一样，也是基于帧频来迭代计算的，这个帧率的设置目前有两大方向，一个是固定的帧率(比如1秒20次迭代计算)，有一种是动态的改变帧率。很多游戏都采用简单一点的固定帧率来做。帧率没有必要像客户端一样，60FPS,客户端维持60FPS是为了维持动画的流畅，而服务器上完全没有必要维持这么高的帧率，帧率越低，意味着计算量越少，同时为了游戏手感，一般服务器的以帧率15FPS--->20FPS来触发。如果有一些迭代进度比较高的可以采用FixedUpdate机制，拿20FPS为例, 那么帧的时间间隔就是50ms, 如果有一些高精度的迭代，要求60FPS，也就是16ms就要迭代一次，这个怎么办呢？那么采用fixedUpdate, 将50ms 分成几次迭代，每次迭代的时间间隔为16ms这个就是FixedUpdate机制。如物理引擎，为了防止穿透，如果你迭代的次数少，时间间隔长，那么迭代计算后，可能容易穿透，那FixedUpdate来迭代物理引擎，增加迭代次数，这样能让物理计算更精准。基于帧频，我们编写游戏逻辑就像客户端一样了，但是只是不用管UI，和动画这些表现而已。听上去很蛮烦，其实写起来也简单。基于帧率的模式设计完成后，再实现一些基于帧率的常用的模块，比如游戏中的定时器等。

 2: 服务器上跑游戏地图

   服务器上帧频的机制确立好以后，接下来就是要部署一个地图在服务器上，服务器的地图如何做呢？其实很简单，如果是2D地图，我们把地图看作是一个xoy平面，把地图分成一些小块,并在平面上标记出来哪些区域块是障碍物，哪些可以行走。这个数据可以在客户端的地图编辑器编辑好，并把这个数据导出来给服务器用。如果是3D游戏，俯瞰游戏3D地图，将地图看作一个平面，和2D一样标记区域，哪些是障碍物,哪些是路径，如果你的3D游戏地图中，没有上坡和下坡，那么就和普通的2D游戏没有区别，如果有上坡下坡，就让客户端把地图的高度图导出来，你给定一个(x, z), 可以得到一个y的高度值。 地图数据确立好后，接下来就要编写服务器上的寻路算法与导航,能控制服务器上的玩家对象在地图上移动,当然这些都是数据,没有图像。

服务器上跑地图，要结合客户端做一个地图编辑器，地图编辑器导出地图数据给服务器。

3：玩家行走时，服务器如何同步？

  服务器上的地图数据，寻路导航模块做好以后，就可以独立的让游戏角色在地图上移动了。那么有一个很经典的问题就出现了，这也是很多小伙伴搞不懂的一个点，服务器上游戏角色每次移动的时候，是否要把位置同步给客户端呢？答案肯定是不用，也没有必要。那么什么时候同步位置，客户端有如何处理呢？我们一起来分析详细的过程。

  先考虑一个客户端，当玩家A在客户端的地图上点了一下鼠标以后，它会把地图的目标点发送给服务器，服务器检查这个目标点，玩家A是否可以行走，(点是否为障碍物，点是否距离玩家A太远，疑似外挂等)如果玩家A不可以行走，什么都不处理或返回一个状态码给客户端，表示不可行走。如果玩家A可以走到目标点，那么服务器会通知所有能看见玩家A的客户端(包含玩家A)，告诉它们，玩家A要走向那个目的地，这些客户端收到消息后，本地寻路导航移动播放动画，在这个过程中，不用同步任何服务器上的数据，服务器跑服务器的，客户端跑客户端的。直到服务器上玩家A走到目的地，然后服务器又给能看见玩家A的所有客户端(包含玩家A)同步一下服务器中玩家A的位置，这样这些客户端玩家A的位置就同步到服务器上对应的点了。这里其实就是征询一个原则，行走的时候，如果状态变化，那么先同步位置等状态，再基于同步后的状态处理下一件事情。服务器玩家A开始行走，到达后状态变化，由行走变为待机，这样就要同步位置。

如果在行走中遇到了一个敌人，发起攻击怎么办呢？还是遵循这个原则，只要状态变化了，先同步玩家的最新状态(位置，方向等)。再做后面的动作。这样会不会有作弊呢？不会，因为服务器上跑的是真实的数据，所有结果都是服务器算出来后通知客户端的。

4: AOI技术: 如何查找感兴趣的其他玩家。

   AOI算法主要由两个方向，九宫格与十字链表。今天来给大家分享九宫格算法。九宫格算法其实非常简单,如图:

我们对整个地图，用一个个视野块来划分(蓝色线框为一个块,和地图块是不一样的),  以玩家所在的区域为中心，周围一圈就是这个玩家的AOI区域形状， 先确定把地图分成几x几的视野块, 以多大的视野块来地图合适呢？确定视野大小, 可以根据摄象机来的视野来预估。摄像机的视野多宽，我们大概预估一下计算出来视野块大小。 九宫格算法还有一个优势, 对"我"敢兴趣的玩家在九宫格里面, 我感兴趣的玩家也在九宫格里面。每个格子负责维护它里面的玩家，这样我们就可以快速的找出来"我"感兴趣的玩家，和对"我"感兴趣的玩家。

     当玩家移动的时候，如果我们会发生了AOI区域的变化,如图: 新的AOI为红色框。

         a: 不在原来的AOI区域， 在新的AOI区域内新加的块，那我们就要把这些新加的块里的玩家先同步到你这个客户端，你所在的客户端把新进入视野的玩家创建出来,同时你要把你自己的最新状态，同步给新进来的玩家客户端，新进玩家的客户端，也会把你这个角色创建出来,你看到别人的同时，也要让别人看到你。

          b: 既在原AOI区域又在新AOI区域， AOI区域没有变化的块,我们不用做任何处理;

          c: 在原来的AOI区域内，但是不在新的AOI区域内:  你就要告诉这些玩家，你离开了，这些玩家的客户端，就把你删掉，它们就看不见你了,同时还要把这些玩家发给你，表示说这些玩家你看不见了，你把这些角色删除就可以了。

 好, 今天MMORPG 状态同步要解决的主要的核心问题，就写到这里，下次再写帧同步