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帧锁定算法解决游戏同步

转载自:http://www.joynb.net/blog/archives/131

帧锁定算法解决游戏同步

早期 RTS,XBOX360 LIVE游戏常用同步策略,如何才能像单机游戏一样编写网游??


算法概念

该算法普遍要求网速RTT要在100ms以内,一般人数不超过8人,在这样的情况下,可以像单机游戏一样编写网络游戏。所有客户端任意时刻逻辑都是统一的,缺点是一个人卡机,所有人等待。

1.客户端定时(比如每五帧)上传控制信息。
2.服务器收到所有控制信息后广播给所有客户。
3.客户端用服务器发来的更新消息中的控制信息进行游戏。
4.如果客户端进行到下一个关键帧(5帧后)时没有收到服务器的更新消息则等待。
5.如果客户端进行到下一个关键帧时已经接收到了服务器的更新消息,则将上面的数据用于游戏,并采集当前鼠标键盘输入发送给服务器,同时继续进行下去。
6.服务端采集到所有数据后再次发送下一个关键帧更新消息。

这个等待关键帧更新数据的过程称为“帧锁定”
应用案例:大部分RTS游戏,街霸II(xbox360),Callus模拟器。

算法流程

客户端逻辑:
1.        判断当前帧F是否关键帧K1:如果不是跳转(7)。
2.        如果是关键帧,则察看有没有K1的UPDATE数据,如果没有的话重复2等待。
3.        采集当前K1的输入作为CTRL数据与K1编号一起发送给服务器
4.        从UPDATE K1中得到下一个关键帧的号码K2以及到下一个关键帧之间的输入数据I。
5.        从这个关键帧到下 一个关键帧K2之间的虚拟输入都用I。
6.        令K1 = K2。
7.        执行该帧逻辑
8.        跳转(1)

服务端逻辑:
1.        收集所有客户端本关键帧K1的CTRL数据(Ctrl-K)等待知道收集完成所有的CTRL-K。
2.        根据所有CTRL-K,计算下一个关键帧K2的Update,计算再下一个关键帧的编号K3。
3.        将Update发送给所有客户端
4.        令K1=K2
5.        跳转(1)

服务器根据所有客户端的最大RTT,平滑计算下一个关键帧的编号,让延迟根据网络情况自动调整。

算法演示

我根据该算法将街机模拟器修改出了一个可用于多人对战的版本,早期有一个叫做kaillera的东西,可以帮助模拟器实现多人联机,但是并没有作帧锁定,只是简单将键盘消息进行收集广播而已,后来Capcom在PSP和360上都出过街霸的联网版本,但是联网效果不理想。这个算法其实局域网有细就经常使用了,只是近年来公网速度提高,很容易找到RTT<50ms的服务器,因此根据上述算法,在平均RTT=100ms(操作灵敏度1/10秒),情况下,保证自动计算关键帧适应各种网络条件后,就能够像编写单机游戏一样开发网游,而不需状态上作复杂的位置/状态同步。

从上图的演示中可以看到,两个模拟器进程都在运行1941这个游戏,两边客户端使用了该算法,将逻辑统一在一个整体中。

最后这张图是运行KOF99的效果图,两边完美同步。


posted on 2013-07-25 16:03 杨粼波 阅读(1833) 评论(0)  编辑 收藏 引用


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