两款案例讲解一周搭建联机游戏
联机游戏
1.前言
联机游戏的社交属性强，玩家粘性高，但是相对单机游戏，联机游戏开发周期长、成本高，因此很多开发者选择开发单机游戏，然而投入大量开发时间和资源，单机游戏活跃度不温不火，玩家数量持续流失。本文利用两款小游戏案例介绍如何快速搭建联机玩法，帮助开发者短期低成本实现一款联机游戏。
2.帧同步和状态同步
联机游戏的通信方式主要为此帧同步和状态同步。
- 帧同步过程为各客户端实时上传操作指令集；服务端保存这些操作指令集，并在下一帧将其广播给所有客户端；客户端收到指令集后分别按帧序执行指令集中的操作。同步的是玩家的操作指令，该方式多用于对实时性要求很高的网络游戏。
- 状态同步过程为客户端上传操作到服务端，服务端收到后计算游戏行为的结果，即技能逻辑。战斗计算都由服务端运算，然后以广播的方式下发游戏中各种状态，客户端收到状态后，更新自己本地的动作状态、Buff 状态、位置等。同步的是游戏中的各种状态，该方式多用于回合制游戏。
3.联机游戏种类
联机游戏的种类大体可以分为以下四种：
- 回合制多人游戏，常见的有棋牌游戏，打麻将、斗地主等，策略、角色扮演等回合制游戏。
- 实时多人游戏，近几年大火的吃鸡游戏、MOBA、休闲对战，像《和平精英》、《王者荣耀》、《全球大作战》、《贪吃蛇》等。
- 大型多人在线游戏，玩家在一个持续的空间里玩，比如《天龙八部》、《御龙在天》等国战类的游戏。
-
社交游戏，休闲类偏多，像《海盗来了》、《猪来了》，还有很多年前流行的偷菜，都属于社交类游戏。
本文主要利用两款社交游戏进行讲解。
游戏联机对战引擎
1.简介
游戏联机对战引擎（Mobile Game Online Battle Engine，MGOBE）为游戏提供房间管理、队组管理、在线匹配、帧同步、状态同步等对战服务，帮助开发者快速搭建多人交互游戏。
- 直接通过 SDK 调用后端服务，无需后台代码
- 无需关心后台网络架构、网络通信技术、帧同步、服务器扩缩容、运维等复杂技术
- 获得就近接入、低延迟、实时扩容的高性能对战服务，让玩家在网络上互通、对战、自由畅玩
-
适用于回合制、策略类、实时会话（休闲对战、MOBA、FPS）等游戏。
2.接口概览
游戏联机对战引擎 MGOBE 客户端 SDK 的接口可以分为五类，包括房间管理、匹配、消息发送、帧同步、广播接口。
- 房间管理类的接口主要是用于将不同玩家组成一个对局，这个过程中可以通过创建房间、邀请他人加入房间等方式将玩家聚合在一起。此外，还提供了如踢人、修改房间属性、查询房间信息等基本的房间管理方法。
- 匹配类的接口主要是用于将不同玩家通过匹配的方式组成对局，开发者可以根据需要定制匹配规则，实现根据玩家等级、积分进行匹配。
- 帧同步和消息发送接口可以用于玩家消息的交互，通过帧同步、状态同步方式实现玩家游戏逻辑的同步。
- 广播类接口主要是用于处理上述接口调用产生的广播事件，比如玩家加房、退房广播、帧消息广播等等。
3.客户端 SDK 主要接口
客户端 SDK 使用方法
1.使用流程
客户端在使用SDK时的主要流程有4步：
- （1）导入SDK，在微信小游戏环境中可以使用 import 或者 require 语法。
// 使用 import/from
import * as MGOBE from "./js/libs/MGOBE.js";
const { Room, Listener, ErrCode, ENUM, DebuggerLog } = MGOBE;
// 使用 require
const MGOBE = require("./js/libs/MGOBE.js");
const { Room, Listener, ErrCode, ENUM, DebuggerLog } = MGOBE;
- （2）初始化 Listener 对象。
const gameInfo = {
openId: 'xxxxxx',
gameId: "xxxxxx",// 替换为控制台上的“游戏ID”
secretKey: 'xxxxxx',// 替换为控制台上的“密钥”
};
const config = {
url: 'xxx.wxlagame.com',// 替换为控制台上的“域名”
reconnectMaxTimes: 5,
reconnectInterval: 1000,
resendInterval: 1000,
resendTimeout: 10000,
};
Listener.init(gameInfo, config, event => {
if (event.code === 0) {
// 初始化成功
// 继续在此添加代码
// ...
}
});
- （3）实例化 Room 对象，加入到监听。
const room = new Room();
// 监听
Listener.add(room);
- （4）通过 room 实例调用方法，并处理广播回调。
// 创建房间
room.createRoom(para, callback);
// 监听加房广播
room.onJoinRoom = event => console.log("有玩家加入");
2.房间管理
在将各个玩家加到同一个房间形成对局的过程中，需要用到创建房间、踢人、修改房间信息等操作。以微信小戏平台邀请玩家为例，整个流程如下：
其中，“生成邀请链接”、“分享”都是使用微信的接口实现，“创建房间”、“加入房间”使用 MGOBE 相应接口实现。在这个过程中，房间信息可能会由于多次操作引起多次更新，比如玩家进房、退房、修改状态等。为了方便管理房间信息更新，可以使用 onUpdate 接口：
const room = new Room();
room.onUpdate = () => {
console.log("房间信息已更新", room.roomInfo);
// 渲染画面
// ...
}；
在处理应用重启的场景时，需要在打开应用时检查玩家是否在房间中、是否在游戏中等信息，可以通过 getRoomDetail 接口查询：
// 查询玩家自己的房间
room.initRoom();
room.getRoomDetail(event => {
if (event.code === 0) {
console.log("玩家已在房间内：", event.data.roomInfo.name);
// 继续判断玩家是否在游戏中
// ...
return;
}
if (event.code === 20011) {
console.log("玩家不在房间内");
return;
}
});
3.玩家匹配
MGOBE 为开发者提供了两种匹配方式：matchRoom 和 matchPlayers，分别表示房间匹配和玩家匹配。
- matchRoom
房间匹配是以 maxPlayers 和 roomType 为参数，寻找 maxPlayers、roomType 属性值一致的房间，如果存在这种房间，则将玩家加入，否为为玩家创建一个新房间。适合需要快速加房的场景，用法如下：
const playerInfo = {
name: "Tom",
customPlayerStatus: 1,
customProfile: "https://xxx.com/icon.png",
};
const matchRoomPara = {
playerInfo,
maxPlayers: 5,
roomType: "1",
};
room.matchRoom(matchRoomPara, event => {
if (event.code !== 0) {
console.log("匹配失败", event.code);
}
});
- matchPlayers
玩家匹配更加灵活，开发者需要在控制台上创建匹配规则，得到匹配Code作为该接口参数。玩家触发该接口后会与其他玩家进行匹配，满足匹配规则的玩家会被匹配在一起。
- 示例1。四人随机匹配：
{
"version": "V1.0",
"teams": [
{
"name": "4人房间",
"maxPlayers": 4,
"minPlayers": 4,
"number": 1
}
]
}
- 示例2。3V3 根据玩家段位（level）进行匹配，并且玩家 level 属性值在 1 ~ 100 内的不同玩家才能匹配在一起，规则如下：
{
"version": "V1.0",
"teams": [
{
"name": "3v3",
"maxPlayers": 3,
"minPlayers": 3,
"number": 2
}
],
"playerAttributes": [
{
"name": "level",
"type": "number"
}
],
"rules": [
{
"type": "segment",
"expression": "teams[i].players.level",
"value": [
[
1,
100
]
]
}
]
}
客户端 SDK 调用方法：
const playerInfo = {
name: "Tom",
customPlayerStatus: 1,
customProfile: "https://xxx.com/icon.png",
matchAttributes: [{
name: "level",
value: 99,
}]
};
const matchPlayersPara = {
playerInfo,
// 匹配Code 需要从控制台配置获取
matchCode: "match-xxx",
};
// 发起匹配
room.matchPlayers(matchPlayersPara, event => {
if (event.code === 0) {
console.log("匹配成功", room.roomInfo);
} else {
console.log("匹配失败", event.code);
}
});
游戏案例简介
1.帧同步游戏 - 猪猪对战
猪猪对战demo是一款1V1的双人对战帧同步游戏，玩家可以通过邀请好友或者快速加房组成对局，然后使用帧同步实现不同玩家之间游戏逻辑的同步。demo包含四个页面，分别是授权页、首页、房间页、对战页。玩家进入首页后，点击“快速开始”或者“邀请好友”按钮进入房间页；双方点击房间页“准备按钮”后可以进入对战页面开始游戏。
涉及到的MGOBE接口有房间匹配（matchRoom）、创建房间（createRoom）、加入房间（joinRoom）、查询房间信息（getRoomDetail）、退出房间（leaveRoom）、修改玩家状态（changeCustomPlayerStatus）、开始帧同步（startFrameSync）、帧同步广播（onRecvFrame）。
2.状态同步游戏 - 题题对战
题题对战戏是一款使用MGOBE实时服务器实现的状态同步的组队答题类游戏。玩家通过随机匹配组成对局，然后与实时服务器进行交互，获取游戏状态（题目信息、玩家信息）。demo包含六个页面：授权页、首页、匹配页、房间页、答题页、结算页。玩家在首页通过三种匹配方式（1V1、2V2、3V3）进入房间，玩家向实时服务器发送准备指令后会进入答题页。选择答案后提交到实时服务器，由实时服务器的逻辑判断答案的正误，并且下发新的游戏状态给每个玩家。
涉及到的MGOBE接口有玩家匹配（matchPlayers）、查询指定房间信息（getRoomByRoomId）、退出房间（leaveRoom）、发送实时服务器消息（sendToGameSvr）、实时服务器广播（onRecvFromGameSvr）。
3.游戏体验二维码
帧同步应用
帧同步需要使用 sendFrame、onRecvFrame 进行发帧、处理帧广播。客户端逻辑依靠于 onRecvFrame 进行更新，游戏状态计算也是在客户端完成。在帧同步之前需要调用 startFrameSync 触发开始帧同步：
// 开始帧同步
room.startFrameSync({}, event => {
if (event.code === 0) {
console.log("开始帧同步成功");
}
});
// 开始帧同步广播回调
room.onStartFrameSync = event => console.log("开始帧同步");
开始帧同步成功之后玩家可以向 MGOBE 后台发送帧消息指令。以游戏案例猪猪对战为例，玩家点击屏幕后会向后台发送一条 jump 指令。MGOBE 后台会将全部玩家的消息指令组成一个帧广播，并且定时下发（如每秒15次）：
const frame = {cmd: "jump"};
room.sendFrame({ data: frame }, event => console.log(event));
// 处理帧广播
room.onRecvFrame = event => {
console.log("帧广播", event.data.frame);
// 计算游戏逻辑状态
// ...
};
开发者在游戏中往往会有同步随机数的需求，比如”炸弹“的位置需要随机出现、“伤害值”存在随机性等。MGOBE 的每个帧广播都带上了一个随机种子，可以结合 SDK 提供的随机数工具来生成随机数，并且可以确保在不同客户端生成的随机数序列是一致的：
room.onRecvFrame = event => {
console.log("帧广播", event.data.frame);
// 使用帧广播随机种子和帧ID组成新的随机种子
const seed = event.data.frame.ext.seed + event.data.frame.id;
// 收到帧广播后初始化随机出工具
MGOBE.RandomUtil.init(seed);
// 生成随机数
const r1 = MGOBE.RandomUtil.random();
const r2 = MGOBE.RandomUtil.random();
const r3 = MGOBE.RandomUtil.random();
// 利用随机数执行相应逻辑
// ...
};
状态同步应用
状态同步类型联机游戏的特点是游戏逻辑状态在服务端计算。为了实现状态同步，MGOBE 为开发者提供了实时服务器功能，开发者可以上传代码部署到实时服务器上，并且与客户端 SDK、房间服务进行交互。
实时服务器实现了对客户端游戏逻辑的扩展。玩家进入房间之后，对房间进行的任何操作，都会通过房间服务器同步给实时服务器，那这样实时服务器上也能拿到最新的房间状态，比如玩家进房、退房、掉线、开始帧同步等等。
客户端可以通过 sendToGameSvr请求接口、onRecvFromGameSvr广播接口实现和实时服务器进行交互。
- 客户端代码
// 发送消息给实时服务器
room.sendToGameSvr({data: { cmd: 1 }}, event => console.log(event));
// 接收实时服务器广播
room.onRecvFromGameSvr = event => {
console.log("新自定义服务消息", event);
// 更新游戏画面
// ...
}
- 实时服务器代码
// 接收客户端消息
onRecvFromClient = args => {
// 客户端消息
const data = args.actionData;
// 计算游戏状态 gameData
// ...
// 发送游戏状态给客户端
args.SDK.sendData({ playerIdList: [], data: { gameData } });
args.SDK.exitAction();
};
通过这种方式，开发者可以把玩家的游戏输入全部发送给实时服务器，然后由实时服务器计算游戏状态，并且广播给每个客户端，实现游戏状态同步。
参考文章
游戏联机对战引擎官网文档：https://cloud.tencent.com/document/product/1038/33290
引用
游戏联机对战引擎控制台：https://console.cloud.tencent.com/minigamecloud
帧同步游戏案例教程–《猪猪对战》：https://cloud.tencent.com/edu/learning/live-1521?ADTAG=yjsq&from=10680
状态游戏案例教程–《题题对战》：https://cloud.tencent.com/edu/learning/live-1523?ADTAG=yjsq&from=10680
