【厚積薄發】如何計算吃雞遊戲的物理碰撞？
來自專欄 UWA：簡單優化、優化簡單
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這是第126篇UWA技術知識分享的推送。今天我們繼續為大家精選了若干和開發、優化相關的問題，建議閱讀時間10分鐘，認真讀完必有收穫。
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伺服器同步
Q：由於吃雞類遊戲需要強同步，很多時候可能使用幀同步，客戶端無法直接使用物理引擎，或者狀態同步情況下伺服器需要計算碰撞等。此時怎麼處理這部分的碰撞呢？數據結構又是怎樣呢？
A：如果讓我選擇技術方案的話，類似絕地求生這種3D自由視角的吃雞遊戲我絕對不會選擇幀同步，原因有：
1）射擊遊戲在玩家移動、開槍等操作上會有較強的手感體驗上的訴求，幀同步很難支持即時的操作反饋；
2）自由視角的吃雞雖然沒有戰爭迷霧，但是會有視距的問題，使用幀同步把所有信息廣播給玩家，外掛做起來簡單太容易，而吃雞手游中標定其他玩家位置這樣的外掛又有很大的優勢，所以本質上不適合。
不知道題主說的幀同步和我理解的幀同步是否一致。然後，基於狀態同步，伺服器可以跑物理，但是真實的物理完全在伺服器跑，對於伺服器的壓力太大，需要付出的成本過高，一台物理機也可能承載不了多少同時在線的玩家消耗，你要評估下運維的成本是否可以接受。常見的做法：
1）簡化3D物理，根據上下文狀態只做部分關鍵判定，比如類似命中這樣的。不過因為物理中的數據計算比較敏感，浮點誤差都可能導致結果不一致，這裡的工作量和坑應該都不少。
2）使用2D物理系統代替3D物理系統來做，在物理計算中去掉高度，只做2D的碰撞，結合專門的檢測進程，是一種可行的檢測方案，性價比比較高；
3）客戶端判定，伺服器驗證，先相信客戶端的判定，然後進行客戶端表現，然後伺服器基於數據做驗證，這裡可能會使用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來做；
4）客戶端判定，加嚴格的反外掛方式，封號之類的。這種當然你也要可以判斷出來玩家作弊，判斷方式可以未必實時去做，類似幀同步放後面通過回放模擬來做也可以，這時候有可能可以使用3D物理的來做（經驗上依然不推薦，只是從實時變成離線，對於性能的要求沒有那麼高了，3D成為一個可能性）。
5）先不做，等遊戲火了有錢了再加，沒火的話，也沒什麼專業的外掛團隊來使壞。
至於數據結構，太細節了，根據需求自己設計吧。2D的直接集成開源的2D引擎就可以了。
感謝賈偉昊@UWA問答社區提供了回答
A2：同意賈工的觀點。順帶補充幾點：
1）這遊戲除了角色，還有非常多的第三方信息需要同步，包括：門、載具和物資等。如果是幀同步，那還得同步彈藥量和消耗品等等...即使是端游，也是信息量巨大。所以用狀態同步比較現實。
2）不是特別熟悉虛幻引擎，而虛幻引擎用了NVIDIA的Physx，市面上的吃雞手游應該都是以此為基礎做的，那麼伺服器如何實時或離線運算Physx應該也是有參考的。聯想到之前有篇關於守望先鋒中同步平滑的文章，題主可以去參考下。
3）其實物理碰撞不是啥大問題，外掛中自瞄和透視才是大問題。早期的PUBG連人物移速都不驗證的，為了物理碰撞而採用幀同步，可能其他方面踩的坑要更多。
感謝史雲柯@UWA問答社區提供了回答
A3：感覺樓上已經解答的很好了，補充一個反外掛的辦法吧：可以把本來需要在伺服器進行的複雜運算，先讓涉及到的客戶端發一個結果，再將結果和運算及參數發到若干客戶端來執行，再做投票驗證，這樣可以降低一些伺服器的負載。
感謝郭瑞@UWA問答社區提供了回答
A4：我再補充一篇來自ValveSoftware的技術文檔《Source Multiplayer Networking》:
Source Multiplayer Networking
這篇也是基於狀態同步架構的。裡面提到的延遲補償和客戶端輸入預測技術，是目前比較主流的、用來對抗延遲帶來的糟糕體驗的方法。
感謝張銳@UWA問答社區提供了回答
A5：吃雞玩家數量一般在100個以上，這種情況下用幀同步需要同步的數據量會很大，延遲也會比較嚴重。因為幀同步一般需要收集所有同場景玩家的輸入，然後分發給各個客戶端，讓各個客戶端用相同的邏輯自己去計算每個玩家的位置、狀態，遊戲邏輯是跑在客戶端的。MOBA適合使用幀同步是因為一場比賽只有10個玩家。
我覺得吃雞還是適合狀態同步。狀態同步怕的是角色太多，導致需要同步狀態的角色過多，造成網路同步數據量大。吃雞沒有什麼野怪，全部是玩家，所以場景里角色就是玩家。可拾取的裝備需要同步的數據比較少，基本上需要一個位置坐標就行了，玩家身上的狀態數據量要多很多。客戶端看不見的玩家、裝備，完全可以不用同步，因為邏輯完全跑在伺服器端，客戶端只需按照伺服器的邏輯做繪製就行了。
關於遊戲手感的問題，FPS遊戲對延遲的要求是所有遊戲類型中最高的。如果玩家網路不是很好，也很難優化到比較好的情況。客戶端先行可以先做顯示的預判例如：擊中後的血跡。但是數值結果還是依靠伺服器端的計算，否則很容易被外掛利用。即使伺服器結果判定沒有打中，問題也不是很大，最多就是玩家看到有幾槍打中有血跡特效，但是對方沒扣血。這種情況大概率出現在網路環境不好的情況。
感謝ZFK@UWA問答社區提供了回答
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吃雞類遊戲地形碰撞等伺服器端怎麼計算呢 - UWA問答: 侑虎科技官方問答社區
計算精度
Q：我的項目在坐標比較大（20000,0,20000）的時候有如下2個問題：
1）模型移動會發現輕微抖動；
2）安卓上鏡頭轉動時發現模型閃爍，只有安卓這樣，iOS和PC正常。Unity版本2017.4.2，測試工程已經上傳至UWA問答社區。
A1：
http://www.songho.ca/opengl/gl_projectionmatrix.html
在NDC空間中，離近切面近的點，Z的精度會比較高，離遠切面近的點，Z的精度會很低。如果遠切面的值過大，那麼就會容易出現Z-Fighting。基於透視原理，基本上這個問題是無解的。只能考慮曲線救國的方法繞過這個問題。
感謝凱奧斯@UWA問答社區提供了回答
A2：補充個現成參考方案：World Streamer
World Streamer - Asset Store
這個是個超大世界Streaming的完整解決方案，裡頭也實現了一個Floating Point Fix功能，就是解決坐標過大導致精度不足的問題。具體的做法大家也提到了，就是把世界的坐標拉回來，另外NavMesh這塊會有坑，最新版的World Streamer已經支持Unity 5.6+的NavMesh移動。實現代碼可參考裡頭的WorldMover.cs。用法可以參考他們文檔Floating Point Fix System的說明。
http://indago.homenko.pl/wp-content/uploads/2016/08/World-Streamer-Manual.pdf該回答由UWA提供，歡迎大家轉至社區交流：
坐標比較大的時候模型抖動閃爍 - UWA問答: 侑虎科技官方問答社區
渲染
Q：我們項目在做優化，之前是在遊戲內將場景渲染在一張較小的RenderTexture上最後翻回BackBuffer，但是這樣還是會多出來一次RenderTexture的拷貝。從我以往的經驗來看，可以直接修改BackBuffer的默認尺寸，這樣就可以避免一次RenderTexture的拷貝同時也減小RenderTexture的尺寸，不知道Unity在Android上是否可以直接修改BackBuffer的尺寸。我們使用的是Unity 5.5.4，希望大神解答一下。其實這個就類似與高版本Unity的DPI設置，但是我們現在無法更新Unity版本。
A：有個思路是硬改安卓層Surface的大小，是否可行還有兼容性問題需要驗證。
另外隱約記得降低解析度的時候Unity有個輸出，不支持硬體縮放的情況下才會走Blit的方式，Logcat里的輸出是這個：
Hardware resolution scaling not supported, falling back to software scaling (blit).
相關資料（後半部分）：
Standard Shader for Mobile
建議直接調低解析度，安卓上Unity會有個嘗試硬體縮放的過程。
另外，Unity 5在安卓上總是會有一次全屏Blit的，並不會直接往BackBuffer里繪製。
相關參考：
BIG Performance Issue with Unity5 on Android !!!感謝littlesome@UWA問答社區提供了回答，歡迎大家轉至社區交流：
修改BackBuffer默認尺寸 - UWA問答: 侑虎科技官方問答社區
渲染
Q：我想了解下，PostProcessing 的Bloom，只開一個Layer和開所有Layer的消耗是一樣的嗎？因為是屏幕後特效，它只取渲染完成後的圖片做一次處理，所以想確認下自己的測試是否正確。
UWA：官方Github上的文檔是這麼說的：
這個Layer跟Unity其他地方的Layer作用類似，是用來做Filter的，所以渲染的效率是不影響，但是對於不需要Bloom的相機還是可以設置一下把它屏蔽掉，這樣可以更高效。
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PostProcessing 的Bloom,只開一個Layer和開所有Layer的消耗是一樣的嗎？今天的分享就到這裡。當然，生有涯而知無涯。在漫漫的開發周期中，您看到的這些問題也許都只是冰山一角，我們早已在UWA問答網站上準備了更多的技術話題等你一起來探索和分享。歡迎熱愛進步的你加入，也許你的方法恰能解別人的燃眉之急；而他山之「石」，也能攻你之「玉」。
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