手把手教你实现物理碰撞的网络同步

作者：烂笔头-27 腾讯游戏学院 2018-11-27

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：


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：


新建一个预设Ball，样子是这样：


为了让球(Ball)更像真实的球，给它添加带弹性的物理材质：


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：


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。


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：


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：


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


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。


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)：


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)：


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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