unity3d技术之多人游戏基础

1.总览。 多人游戏基本结构：Clent/Server，分为 Authoritative Server 和 Non-Authoritative Server 两种，前者客户端发送消 息，服务器端反馈结果，好处是有效防止客户端作弊，并统一不同客户端之间的物理表现和互动状况，缺陷是存在网 络延时，很有可能每发出一个命令要过一段时间才能接收到反馈。解决方法是 client-side prediction 客户端预测，客 户端预测服务器的反馈，但不能做出关键性事件的预测，比如某个怪物的死亡。关于 client-side prediction 技术可以 到网上查阅相关资料，这里不赘述。 Non-Authoritative Sever 有客户端自己处理用户输入和对象逻辑，不需要要 client-side prediction 技术。这种情况服 务器端要处理的数据量相对比较小。 网络通信的方法：Remote Procedure Calls（RPC，远程进程调用）和 State Synchronization（状态同步）。 NAT punchthrough：网络连接可能是复杂的，比如中间要通过一个带公共 IP 的 NAT 路由器，怎样把 NAT 的内部私 有 IP 和外部计算机连接？可以利用一个叫做 Facilitator 的服务器和 private IP 接触并获知其所用的 IP 地址和端口号 。另外，内部防火墙玩家可以更改设置，外部防火墙也可以使用这种 NAT punchthrough 技术穿透。 Minimizing Network Bandwidth：最小化网络开支，只传输绝对重要的数据，比如客户端完全可以独立处理角色模型 而不需要服务器发送数据来同步。另外记住，你可以使用一个自带关卡标示的 RPC 调用来让所有客户端同时装载这个 关卡。 2.基础函数。 建立服务器：Network.InitializeServer(). 函数原型：static function InitializeServer (connections : int, listenPort : int, useNat : boolean) : NetworkConn ectionError 其中 connections 是允许连接数，useNat 是否允许 NAT punchthrough 连接。 一个初始化例子： ? 1 2 3 4 5 6 7 public class example : MonoBehaviour void LaunchServer() Network.incomingPassword = “HolyMoly“; bool useNat = !Network.HavePublicAddress(); Network.InitializeServer(32, 25000, useNat); 其中 Network.HavePublicAddress()查看是否拥有 IPV4 公共 IP.这是简单那的测试方法，另外一个更值得研究的方法 是 Network.TestConnction(). 建立连接到服务器：Network.Connect(). 熟悉一下 Network 类总是有好处。 使用 Network View 组件进行通信，这一点很重要，它让你可以使用 RPC 调用和 State Synchronization.每个组件有 一个唯一的 NetworkViewID，每个数据包都对应发送到一个由 NetworkViewID 指定的 Network View 所链接的对象 上。当使用 Network.Instantiate()创建 Network 对象时，会自动分配 Network View，不用开发者操心。当然你也通 过 RPG 调用在每个客户机上实例化一个 Network View 对象，然后使用 Network.AllocateViewID()函数手动分配 Net workViewID。 当你向一个对象添加 NetworkView 组件，并指定状态同步，需要选择 NetworkView 所监视的组件，这可以是该对象 的 transform,animation,script,或是 rigidbody.如果不使用状态同步而只是用 PRC 调用，则 state Synchronization 设 为 off 即可，只要有一个 Network View（不论是否开启 state Synchronization）你都可以使用 RPC. 设置 state Synchronization 为 Reliable Delta Compression，为可靠传输，数据按序发送接收。 同步监视对象是 script 时，需要使用 OnSerializeNetworkView 显式化序列数据： ? 1 2 3 4 function OnSerializeNetworkView (stream : BitStream, info : NetworkMessageInfo) var horizontalInput : float = Input.GetAxis (“Horizontal“); stream.Serialize (horizontalInput); 此代码当你本地更新或收到 stream 的更改时总是写 horizontalInput 的值。有时候你在本地更新和收到更新时，需要 做不同的事情，此时敲入如下代码： ? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 function OnSerializeNetworkView (stream : BitStream, info : NetworkMessageInfo) var horizontalInput : float = 0.0; if (stream.isWriting) / Sending horizontalInput = Input.GetAxis (“Horizontal“); stream.Serialize (horizontalInput); else / Receiving stream.Serialize (horizontalInput); / . do something meaningful with the received variable 在 C#Script 中 Serialize()的参数是 ref 类型，在参数 horizontalInput 的前面加上引用符号 ref 即可。 OnSerializeNetworkView 的调用频率在 Network Manager 的 SendRate 里设置，默认是 15/s. 3.RPC 和状态同步。 如果要调用 RPC，所调用函数必须带有RPC 属性，如下： ? 1 2 3 4 5 6 var playerBullet : GameObject; function Update () if (Input.GetButtonDown (“Fire1“) networkView.RPC (“PlayerFire“, RPCMode.All); 7 8 9 10 RPC function PlayerFire () Instantiate (playerBullet, playerBullet.transform.position, playerBullet.transform.rotation); RPC 调用是可靠的有序的通信。 以下是使用 Network.AllocateViewID()手动分配 ViewID 的实例，其中使用 RPC 调用实例化 cubePrefab 的远程调用， ViewID 作为该远程调用的参数传递： ? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 public class example : MonoBehaviour public Transform cubePrefab; void OnGUI() if (GUILayout.Button(“SpawnBox“) NetworkViewID viewID = Network.AllocateViewID(); networkView.RPC(“SpawnBox“, RPCMode.AllBuffered, viewID, transform.position); RPC void SpawnBox(NetworkViewID viewID, Vector3 location) Transform clone; clone = Instantiate(cubePrefab, location, Quaternion.identity) as Transform as Transform; NetworkView nView; nView = clone.GetComponent(); nView.viewID = viewID; 那么，RPC （Remote Procedure Call）的规则和定义到底是什么？ RPC 是某对象的脚本组件中包含的声明为RPC的（JS 为RPC）函数，这个对象必须包含一个 Network View 组件 ，并且监视对象是该脚本组件。这样，其他脚本就可以从远程通过这个对象调用该 RPC. RPC 函数的参数个数任意，但是为了减少网络消耗提高网络性能，个数最好优化到最少。 RPC 调用（ Network.RPC()）的参数还应加上 RPC 函数名称（string）和 RPCMode（接收对象，包括 All,Allbuffered, Others,Server 等等），接下来才是 RPC 函数的参数。 RPC 调用可以用来在所有客户端上执行某个事件，或者在两个特定的部分之间传递事件信息，你也可以创造性的发挥 。比如，一个游戏服务器只有当 4 个客户端连接上才开始游戏，当第四个客户端连上以后，服务器可以向所有客户端 同时发送 RPC 从而开始游戏。一个客户端可以向所有客户端发送 RPC 告知他拿到了某个物品。服务器可以在客户端连 接时发送 RPC 让客户端执行初始化，比如给它一个 player number，出生地点，队伍颜色，等等。客户端可以发送 R PC 定制它的启动设置，比如颜色偏好，已购物品等等。 NetworkMessageInfo 结构体中包含 timestamp 时间戳和 sender 发送者两个数据成员。在 RPC 函数的参数列表中加入 一项 NetworkMessageInfo，可自动获取该信息，而在 RPC 调用中不用显示列出该参数。 ? 1 2 3 4 5 RPC function PrintText (text : String, info : NetworkMessageInfo) Debug.Log(text + “ from “ + info.sender); RPC Buffer：使用 buffer 模式可以让你之前发送的 RPC 被新连接的客户端接受。比如向当前玩家发送装载某个关卡的 RPC，过段时间新玩家连接到游戏，需要装载当前其他玩家正在进行的关卡。这时新连接的玩家不会错过装载该关卡 的 RPC，因为它被缓存了起来。另外还可以刷新 buffer，比如开始新的关卡后新连接的玩家不如从之前的关卡开始一 个一个装载。 State Synchronization 的一些细节： 如前所述，状态同步的对象只能是以下四种类型之一：transform,animation,rigidbody 和 monobehaviour（也就是 scr ipt），其中 script 的需要用 onSerializeNetworkView()函数显示指定监视的变量数据。BitStream.Serialize()可接受的 参数可以是 bool,char,short,int,float,Quaternion,Vector3 和 NetworkPlayer.详情参考官方 script 手册中的 BitStream.S erialize(). 关于状态同步两种方式的选择： Reliable Delta Compressed：在属性级别自动对比当前状态（比如 position 和 rotation 是 transform 的两个不同属性 ，如果其中之一发生变动，只发送该变动数据），如果无变动则不发送。Unity 会利用 ACK 和 NACK 来保证 UDP 包 的发送可靠性，丢失的包会等待重传（是的，Unity 传输层使用的是 UDP 协议）。缺陷是网络不好会导致明显延时。 Unreliable：不保证可靠性，因此它不是仅仅发送更改的部分数据保留未更改的部分，而是每次更新都发送所有的数据 ，不管某部分改动还是未改动。这种模式用于游戏每帧都在变动的情况，比如赛车游戏。 综上，游戏变化频繁且迅速，而丢一两个包无关紧要，这时候选择 Unreliable，如果不是频繁变化，为了节省带宽，建 议选择 Reliable Delta Compressed. 4.Network.Instantiate. 此方法在每个客户机上实例化一个 prefab，并且是 buffered 型 RPC，这样当一个新的客户机连接到服务器后，会自动 实例化一个 prefab. 函数原型：static function Instantiate (prefab : Object, position : Vector3, rotation : Quaternion, group : int) : Object 其中 group（组）可以用来设置消息的过滤，如果不需要这个功能则设置为 0. 调用此 RPC 的例子： ? 1 2 3 4 5 6 public class example : MonoBehaviour public Transform playerPrefab; void OnConnectedToServer() Network.Instantiate(playerPrefab, transform.position, transform.rotation, 0); 可以用 Network.RemoveRPCs()函数来去掉 buffer 区的 Network.Instantiate()函数。你可以去掉特定组的 RPC（如果 Instantiate 指定了组的话），也可以去掉第一个 NetworkView ID 的 RPC，因为当实例化发生的时候 RPC 消息是与第 一个 Network View 连接的。 函数原型：static function RemoveRPCs (playerID : NetworkPlayer, group : int) : void 从 RPC buffer 里去掉 Instantiation 的例子： ? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 public class example : MonoBehaviour void OnNetworkInstantiate(NetworkMessageInfo info) Debug.Log(networkView.viewID + “ spawned“); if (Network.isServer) Network.RemoveRPCs(networkView.viewID); Network.Destroy(gameObject); 组的作用：让特定（组）的客户端只能收到特定的消息。比如，如果两个玩家分隔在物理上互不影响的两个区域，但 是可以进行聊天。这时候他们之间游戏状态数据的交换就很有限，但是要保留聊天功能。物理上的游戏对象的实例化 就应该和提供聊天功能的对象的实例化分开，设定为不同的组。 5.Master Server： 在 Master Server 中可以显示所有的服务器，这样客户端可以在这里选择适合的服务器，另外 Master Server 隐藏端口 和 IP，解决连接问题，比如防火墙和 NAT 的 punchthrough. 每个游戏需要向 Master Server 提交一个 Game Type（注意避免和别的游戏重复），当客户端选择好 Game Type，M aster Server 会提供一个包含游戏人数、可能设置密码的运行中游戏列表。 这两个方法分别是：MasterServer.RegisterHost()（Host 端）和 MasterServer.RequestHostList()（客户端）. 函数原型：static function RegisterHost (gameTypeName : String, gameName : String, comment : String = “) : void RegisterHost 的例子： ? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 public class exam