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手把手教你实现物理碰撞的网络同步

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发表于 2018-11-27 13:50:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
游戏程序
平台类型:  
程序设计:  
编程语言:  
引擎/SDK:  
文/烂笔头-27

现如今,网络同步的技术在各种游戏里被广泛应用和发展,那么,如何在Unity中搭建网络模块?如何使服务器和客户端之间通信?如何做到网络同步?本文作者烂笔头-27将从自身经验出发,为大家一一解答这些疑问。

系列回顾:手把手教你实现Unity网络同步

八、物理碰撞的网络同步

写完上一篇文章之后,在Q群有一位朋友提了一个问题,在这个网络框架下,无法正常处理物体与物体之间的碰撞,经过测试以后,发现确实会出现这样的情况,如图:

1.gif

可以看到,在客户端物体(蓝色立方体)移动,然后碰撞到服务器物体(红色立方体)时,由于服务器端的物体在客户端是滞后的,而客户端物体是本地预测的,当发生碰撞时,不能及时地产生碰撞反馈,所以导致碰撞的结果两端不一致,然后客户端就预测失败,产生很强烈的抖动和拉扯。这显然不是我们想要的结果。

那么如何来解决这样的问题呢?

1.思路

原因已经找到了,因为在客户端,客户端的物体是本地预测的,而服务器的物体是根据收到的状态包进行插值,两者在当前时刻,物理状态有差异,所以导致的碰撞异常,既然是因为服务端和客户端的物体,模拟的步调不一致导致的,那么可不可以在客户端去预测服务端的物体,使两者能够保持相同的模拟步调呢?

在GDC2018演讲 《火箭联盟》的物理与网络细节(需要科学上网)这个视频中,从37分22秒开始,演讲者演示了在《火箭联盟》中是如何做到在客户端对服务器的球的物理状态进行预测。

因此,在“巨人的肩膀上”,在之前的网络同步架构之下,做一点拓展,使在客户端预测服务端物体的物理状态。

2.模仿《火箭联盟》制作汽车(Car)和球(Ball)

新建一个预设Car,样子大概这样:

2.jpg

新建一个预设Ball,样子是这样:

3.jpg

为了让球(Ball)更像真实的球,给它添加带弹性的物理材质:

4.jpg

3.为汽车(Car)和球(Ball)添加控制逻辑,以及需要同步的网络状态。

汽车的控制代码:

5.jpg

球(Ball)不接收按键输入,只有需要同步的物理状态,物理状态跟汽车(Car)是相同的。

6.jpg

就这样,汽车(Car)和球(Ball)都创建好了,可以进行基本的碰撞同步检测了,效果如图:

7.gif

可以看到,在汽车(Car)冲撞到球(Ball)之后,球发生了剧烈的抖动,接下来,就要解决这个问题了。

4.在客户端为服务器物体进行物理状态预测

在目前的同步框架下,服务器的物体在客户端是基于状态进行插值变化的。所以是滞后了,为了能在客户端预测它,我们可以创建一个假的球(DummyBall),然后把真正的球(ServerBall)隐藏(PS:仅仅是隐藏,同步逻辑还是一样的),这样,就可以做到

>汽车(ClientCar)不和ServerBall发生物理碰撞,只和DummyBall发生碰撞。

>可以在客户端对DummyBall进行物理预测,而不是影响ServerBall。

这可能有点绕,简而言之,就是为了在客户端预测服务器的物体,客户端创建了一个假的”欺骗”玩家,但不是真的欺骗,DummyBall在预测之前的物理状态必须是服务器下发的最新状态,DummyBall的代码如下:

8.jpg

然后客户端为自己(ClientCar)做预测的同时,也为DummyBall做预测,代码:

9.jpg

在汽车(Car)的执行操作指令的逻辑中,因为Physics.Simulate()是全局的,所以客户端预测执行一次,DummyBall也预测模拟了一次。

10.jpg

看看效果吧(蓝色车是客户端控制,紫色球是假球DummyBall,都是客户端做预测的):

11.gif

可以看到,在客户端的预测下,汽车(Car)碰撞到球(Ball)时,产生了很及时的碰撞反馈,此方案可行。

再把真实的球(ServerBall)给显示出来对比一下(蓝色车是客户端控制,紫色球是假球DummyBall,都是客户端做预测的,红色球是ServerBall,是由服务器下发的状态包来做插值):

12.gif

5.小结

通过创建DummyBall在客户端实现对服务器物体的物理预测,虽然感觉像是玩家在踢”假球”,但是可以换个说法,玩家是在踢”未来的球”,这样听起来就很Amazing了~

在不确定性的物理模拟和较高的网络波动环境下,这样的做法总会发生误差,为了减少误差带来的游戏体验,在带宽允许的条件下,可以尽可能的增加网络传输的频率,比如:20个包/秒,还有对数据流量进行压缩也很有必要。

来源:腾讯游戏学院
原地址:https://mp.weixin.qq.com/s/y7oa6eGkclI1NkcOOwplXA


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GMT+8, 2018-12-11 22:31

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