PUN多人網(wǎng)絡(luò)游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

魏菊霞

【摘 要】在游戲程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中，學(xué)生普遍對(duì)多人游戲的開(kāi)發(fā)產(chǎn)生畏懼心理，而Unity公司的Photon Unity Networking（PUN）多人游戲插件包，功能強(qiáng)大，非常方便的為學(xué)生提供了一種解決方案，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【關(guān)鍵詞】多人游戲;PUN;游戲大廳;Unity

Photon 是德國(guó)Exit Games公司開(kāi)發(fā)的高效、穩(wěn)定、可拓展的網(wǎng)絡(luò)引擎。為當(dāng)前世界上用戶最廣泛，支持游戲類型最多的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)引擎之一。也是Unity3D應(yīng)用商店里用戶評(píng)價(jià)最高的網(wǎng)絡(luò)組件之一。而Photon Unity Networking（簡(jiǎn)稱PUN）則是一個(gè)基于Unity的多人游戲插件包。

1 游戲大廳的創(chuàng)建

1.1 房間與游戲大廳

PhotonCloud被構(gòu)建用來(lái)做“room-based gamse”，即基于房間的游戲時(shí)，每次匹配有限數(shù)量的玩家，這些玩家是與其他房間的玩家分開(kāi)的。通常情況下在一個(gè)房間里面的每一個(gè)玩家都會(huì)接受到其他玩家發(fā)送的任何信息。房間外的玩家則不能溝通，所有我們總數(shù)想要盡快加入房間。加入一個(gè)房間最好的方式就是使用隨機(jī)匹配。我們只需要請(qǐng)求服務(wù)器任何房間或帶特定屬性的房間即可。所有的房間都有一個(gè)名稱作為標(biāo)識(shí)符。除非房間已滿或被關(guān)閉了，我們可以通過(guò)名稱來(lái)加入房間。為了方便玩家，主服務(wù)器可以為我們的應(yīng)用程序提供一個(gè)房間列表。

制作的游戲程序應(yīng)用的大廳存在于主服務(wù)器上，大廳中為游戲列出房間。如果不使用大廳，有可用的房間就會(huì)簡(jiǎn)單地隨機(jī)加入一個(gè)房間，如果因?yàn)榉块g滿員等的原因沒(méi)有可用的房間可以加入，則創(chuàng)建一個(gè)新的房間。

1.2. 連接到服務(wù)器、房間訪問(wèn)和創(chuàng)建

為了能夠連接到Photon云服務(wù)器，并且加入一個(gè)房間。需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新場(chǎng)景Laucher.uniry，新腳本Laucher，并掛載到場(chǎng)景的游戲?qū)ο笊稀aucher可以參考官方腳本以進(jìn)行大廳的創(chuàng)建和連接。

關(guān)于命名空間，雖然命名空間不是強(qiáng)制性的，給予你的腳本適當(dāng)?shù)膎amespace可以防止與其他資源和開(kāi)發(fā)者沖突，如果Unity報(bào)錯(cuò)，所有的開(kāi)發(fā)人員將不得不為Unity重命名類，以允許執(zhí)行該項(xiàng)目。如果沖突來(lái)自資源商店下載的資源，會(huì)非常棘手。

2 創(chuàng)建玩家Player

2.1玩家預(yù)制體

PUN中最重要的一個(gè)約定，預(yù)設(shè)體Perfab需要在網(wǎng)絡(luò)上被實(shí)例化，它需要被放在Resources文件夾中，否則就不會(huì)被找到。第二重要的，在Resources文件夾中需要注意預(yù)設(shè)的名字，Resource資源路徑中不應(yīng)該有命名相同的預(yù)設(shè)體，Unity會(huì)使用找到的第一個(gè)。

在通常情況下，玩家攝像機(jī)總是跟隨玩家。但是當(dāng)你連接到一個(gè)滿是玩家的房間中時(shí)，每個(gè)玩家上的CameraWork腳本都會(huì)努力控制主攝像機(jī)來(lái)看向自己的玩家。為了不出現(xiàn)這種情況，可以控制腳本行為，并根據(jù)是否是本地玩家來(lái)進(jìn)行跟隨，或者將腳本依附在相機(jī)上并時(shí)刻注意場(chǎng)景中的本地玩家實(shí)例，然后只跟隨本地玩家。

2.2 網(wǎng)絡(luò)預(yù)制體

首先需要在預(yù)設(shè)上添加一個(gè)PhotonView組件。該組件用于將不同的實(shí)例在每臺(tái)電腦上連接起來(lái)。

在多人游戲中我們需要同步一個(gè)的明顯特征是角色的位置和旋轉(zhuǎn)，這樣當(dāng)一個(gè)玩家移動(dòng)時(shí)，其他計(jì)算機(jī)上的其他玩家代表以同樣的方式移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。由于網(wǎng)絡(luò)延遲和數(shù)據(jù)同步的有效性，角色上的Transform組件會(huì)有其他問(wèn)題。而PhotonTransformView組件可以使這個(gè)共同任務(wù)更容易，作為Transform組件和PhotonView之間的中間人。基本上，這個(gè)組件可以解決所要做的所有難點(diǎn)。

PhotonAnimatorView組件適用于進(jìn)行動(dòng)畫同步，它允許開(kāi)發(fā)者定義哪些層權(quán)重和哪些參數(shù)要同步。層權(quán)重只需要在游戲中發(fā)生改變時(shí)同步，有可能逃脫而完全沒(méi)有同步。參數(shù)也一樣。有時(shí)它可能從其他因素中獲得動(dòng)畫值。一個(gè)速度值是一個(gè)很好的例子，不需要精確地同步這個(gè)值，可以使用同步位置更新來(lái)估計(jì)它的值。如果可能的話，盡量少同步參數(shù)。

在組件中的Discrete synchronization即離散同步意味著一個(gè)值每秒被發(fā)送10次。接受客戶端的值傳遞給本地的動(dòng)畫。而Continuous連續(xù)同步意味著PhotonAnimatorView每幀運(yùn)行。當(dāng)OnPhotonSerializeView被調(diào)用，該值自從上次被調(diào)用就開(kāi)始記錄，在一起發(fā)送。接收客戶端然后按序列應(yīng)用這些值，以保持平穩(wěn)過(guò)渡。雖然這個(gè)模式是平滑的，它也發(fā)送更多的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種效果。因此我們希望同步的某一項(xiàng)數(shù)據(jù)并不是需要特別精確的情況下，盡量通過(guò)使用離散同步來(lái)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。

在網(wǎng)絡(luò)用戶控制的一個(gè)關(guān)鍵方面是相同的預(yù)制體將在所有的玩家客戶端上被實(shí)例化，但其中只有一個(gè)角色是代表在當(dāng)前電腦前玩游戲的用戶，所有其他實(shí)例代表在其他電腦上玩游戲的其他用戶，因此，首先要考慮的就是輸入管理。我們可以通過(guò)“isMine”語(yǔ)段來(lái)使得一個(gè)實(shí)例上啟用輸入而不是其他的。

如果實(shí)例控制中的PhotonView.isMine的值是true，意味著這個(gè)實(shí)例代表的就是這臺(tái)電腦上玩這個(gè)游戲的本地玩家。所以如果它是false，我們不想做任何事，并且像我們?cè)缦仍O(shè)置好的那樣僅僅依靠PhotonView組件來(lái)同步Transform和動(dòng)畫組件。

2.3玩家實(shí)例化

實(shí)例化玩家預(yù)設(shè)非常簡(jiǎn)單。需要在剛剛進(jìn)入房間的時(shí)候?qū)嵗?，可以依靠GameManager腳本中的Start（ ）消息，它將表明已經(jīng)加載了游戲，這意味著在一個(gè)房間里了。當(dāng)對(duì)角色進(jìn)行實(shí)例化的時(shí)候，可以將生產(chǎn)點(diǎn)放在地面上方。這時(shí)許多在新玩家加入房間時(shí)防止碰撞的方法之一。玩家可以在場(chǎng)景中心附近移動(dòng)，這樣就避免了突然的碰撞。一個(gè)“下落的”玩家?guī)?lái)的視覺(jué)效果也是很漂亮干凈的。

然而，當(dāng)其他玩家加入時(shí)，不同的場(chǎng)景將會(huì)被加載，我們希望整個(gè)游戲保持一致性并且在有人離開(kāi)時(shí)不破壞現(xiàn)有的玩家。所以需要告訴Unity不破壞創(chuàng)建的實(shí)例，這意味著需要在一個(gè)場(chǎng)景被加載時(shí)立即檢查是否必須實(shí)例化。

3 總結(jié)

本文以Unity3D開(kāi)發(fā)引擎中的插件Photon Unity Networking為背景，簡(jiǎn)要介紹了PUN開(kāi)發(fā)多人網(wǎng)絡(luò)游戲的具體知識(shí)，從創(chuàng)建游戲大廳、連接房間、創(chuàng)建玩家、實(shí)例化玩家，提出來(lái)具體的實(shí)施過(guò)程。拋磚引玉，為聯(lián)機(jī)游戲提供了一種新的解決方案。

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基金項(xiàng)目：

廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（粵教高函[2018]132號(hào)）：基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《游戲程序設(shè)計(jì)》課程建設(shè)與教學(xué)改革