如何计算吃鸡游戏的物理碰撞？

本期我们聚集了这几个话题：如何计算吃鸡游戏的物理碰撞、坐标比较大的时候模型抖动闪烁、修改BackBuffer默认尺寸、PostProcessing 的Bloom的性能消耗...

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这是第126篇UWA技术知识分享的推送。今天我们继续为大家精选了若干和开发、优化相关的问题，建议阅读时间10分钟，认真读完必有收获。

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服务器同步

Q1：由于吃鸡类游戏需要强同步，很多时候可能使用帧同步，客户端无法直接使用物理引擎，或者状态同步情况下服务器需要计算碰撞等。此时怎么处理这部分的碰撞呢？数据结构又是怎样呢？

A1：如果让我选择技术方案的话，类似绝地求生这种3D自由视角的吃鸡游戏我绝对不会选择帧同步，原因有：
1）射击游戏在玩家移动、开枪等操作上会有较强的手感体验上的诉求，帧同步很难支持即时的操作反馈；
2）自由视角的吃鸡虽然没有战争迷雾，但是会有视距的问题，使用帧同步把所有信息广播给玩家，外挂做起来简单太容易，而吃鸡手游中标定其他玩家位置这样的外挂又有很大的优势，所以本质上不适合。
不知道题主说的帧同步和我理解的帧同步是否一致。然后，基于状态同步，服务器可以跑物理，但是真实的物理完全在服务器跑，对于服务器的压力太大，需要付出的成本过高，一台物理机也可能承载不了多少同时在线的玩家消耗，你要评估下运维的成本是否可以接受。常见的做法：

1）简化3D物理，根据上下文状态只做部分关键判定，比如类似命中这样的。不过因为物理中的数据计算比较敏感，浮点误差都可能导致结果不一致，这里的工作量和坑应该都不少。

2）使用2D物理系统代替3D物理系统来做，在物理计算中去掉高度，只做2D的碰撞，结合专门的检测进程，是一种可行的检测方案，性价比比较高；

3）客户端判定，服务器验证，先相信客户端的判定，然后进行客户端表现，然后服务器基于数据做验证，这里可能会使用2D物理引擎，也可能在核心判定中再添加一些比如高度的信息等来做；

4）客户端判定，加严格的反外挂方式，封号之类的。这种当然你也要可以判断出来玩家作弊，判断方式可以未必实时去做，类似帧同步放后面通过回放模拟来做也可以，这时候有可能可以使用3D物理的来做（经验上依然不推荐，只是从实时变成离线，对于性能的要求没有那么高了，3D成为一个可能性）。

5）先不做，等游戏火了有钱了再加，没火的话，也没什么专业的外挂团队来使坏。
至于数据结构，太细节了，根据需求自己设计吧。2D的直接集成开源的2D引擎就可以了。
感谢贾伟昊@UWA问答社区提供了回答

A2：同意贾公的观点。顺带补充几点：
1）这游戏除了角色，还有非常多的第三方信息需要同步，包括：门、载具和物资等。如果是帧同步，那还得同步弹药量和消耗品等等...即使是端游，也是信息量巨大。所以用状态同步比较现实。
2）不是特别熟悉虚幻引擎，而虚幻引擎用了NVIDIA的Physx，市面上的吃鸡手游应该都是以此为基础做的，那么服务器如何实时或离线运算Physx应该也是有参考的。联想到之前有篇关于守望先锋中同步平滑的文章，题主可以去参考下。
3）其实物理碰撞不是啥大问题，外挂中自瞄和透视才是大问题。早期的PUBG连人物移速都不验证的，为了物理碰撞而采用帧同步，可能其他方面踩的坑要更多。
感谢史云柯@UWA问答社区提供了回答

A3：感觉楼上已经解答的很好了，补充一个反外挂的办法吧：可以把本来需要在服务器进行的复杂运算，先让涉及到的客户端发一个结果，再将结果和运算及参数发到若干客户端来执行，再做投票验证，这样可以降低一些服务器的负载。
感谢郭瑞@UWA问答社区提供了回答

A4：我再补充一篇来自ValveSoftware的技术文档《Source Multiplayer Networking》:
https://developer.valvesoftware.com/wiki/Source_Multiplayer_Networking
这篇也是基于状态同步架构的。里面提到的延迟补偿和客户端输入预测技术，是目前比较主流的、用来对抗延迟带来的糟糕体验的方法。
感谢张锐@UWA问答社区提供了回答

A5：吃鸡玩家数量一般在100个以上，这种情况下用帧同步需要同步的数据量会很大，延迟也会比较严重。因为帧同步一般需要收集所有同场景玩家的输入，然后分发给各个客户端，让各个客户端用相同的逻辑自己去计算每个玩家的位置、状态，游戏逻辑是跑在客户端的。MOBA适合使用帧同步是因为一场比赛只有10个玩家。
我觉得吃鸡还是适合状态同步。状态同步怕的是角色太多，导致需要同步状态的角色过多，造成网络同步数据量大。吃鸡没有什么野怪，全部是玩家，所以场景里角色就是玩家。可拾取的装备需要同步的数据比较少，基本上需要一个位置坐标就行了，玩家身上的状态数据量要多很多。客户端看不见的玩家、装备，完全可以不用同步，因为逻辑完全跑在服务器端，客户端只需按照服务器的逻辑做绘制就行了。
关于游戏手感的问题，FPS游戏对延迟的要求是所有游戏类型中最高的。如果玩家网络不是很好，也很难优化到比较好的情况。客户端先行可以先做显示的预判例如：击中后的血迹。但是数值结果还是依靠服务器端的计算，否则很容易被外挂利用。即使服务器结果判定没有打中，问题也不是很大，最多就是玩家看到有几枪打中有血迹特效，但是对方没扣血。这种情况大概率出现在网络环境不好的情况。
感谢ZFK@UWA问答社区提供了回答

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计算精度

Q2：我的项目在坐标比较大（20000,0,20000）的时候有如下2个问题：
1）模型移动会发现轻微抖动；
2）安卓上镜头转动时发现模型闪烁，只有安卓这样，iOS和PC正常。Unity版本2017.4.2，测试工程已经上传至UWA问答社区。

A1:

http://www.songho.ca/opengl/gl_projectionmatrix.html
在NDC空间中，离近切面近的点，Z的精度会比较高，离远切面近的点，Z的精度会很低。如果远切面的值过大，那么就会容易出现Z-Fighting。基于透视原理，基本上这个问题是无解的。只能考虑曲线救国的方法绕过这个问题。
感谢凯奥斯@UWA问答社区提供了回答

A2：补充个现成参考方案：World Streamer
这个是个超大世界Streaming的完整解决方案，里头也实现了一个Floating Point Fix功能，就是解决坐标过大导致精度不足的问题。具体的做法大家也提到了，就是把世界的坐标拉回来，另外NavMesh这块会有坑，最新版的World Streamer已经支持Unity 5.6+的NavMesh移动。实现代码可参考里头的WorldMover.cs。用法可以参考他们文档Floating Point Fix System的说明。
感谢招文勇@UWA问答社区提供了回答

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渲染

Q3：我们项目在做优化，之前是在游戏内将场景渲染在一张较小的RenderTexture上最后翻回BackBuffer，但是这样还是会多出来一次RenderTexture的拷贝。从我以往的经验来看，可以直接修改BackBuffer的默认尺寸，这样就可以避免一次RenderTexture的拷贝同时也减小RenderTexture的尺寸，不知道Unity在Android上是否可以直接修改BackBuffer的尺寸。我们使用的是Unity 5.5.4，希望大神解答一下。其实这个就类似与高版本Unity的DPI设置，但是我们现在无法更新Unity版本。

有个思路是硬改安卓层Surface的大小，是否可行还有兼容性问题需要验证。
另外隐约记得降低分辨率的时候Unity有个输出，不支持硬件缩放的情况下才会走Blit的方式，Logcat里的输出是这个：
Hardware resolution scaling not supported, falling back to software scaling (blit).
相关资料（后半部分）：
https://forum.unity.com/threads/standard-shader-for-mobile.368672
建议直接调低分辨率，安卓上Unity会有个尝试硬件缩放的过程。
另外，Unity 5在安卓上总是会有一次全屏Blit的，并不会直接往BackBuffer里绘制。
相关参考：https://forum.unity.com/threads/big-performance-issue-with-unity5-on-android.338847

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渲染

Q4：我想了解下，PostProcessing 的Bloom，只开一个Layer和开所有Layer的消耗是一样的吗？因为是屏幕后特效，它只取渲染完成后的图片做一次处理，所以想确认下自己的测试是否正确。

官方Github上的文档是这么说的：

这个Layer跟Unity其他地方的Layer作用类似，是用来做Filter的，所以渲染的效率是不影响，但是对于不需要Bloom的相机还是可以设置一下把它屏蔽掉，这样可以更高效。

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今天的分享就到这里。当然，生有涯而知无涯。在漫漫的开发周期中，您看到的这些问题也许都只是冰山一角，我们早已在UWA问答网站上准备了更多的技术话题等你一起来探索和分享。欢迎热爱进步的你加入，也许你的方法恰能解别人的燃眉之急；而他山之“石”，也能攻你之“玉”。

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