一款已上市MMO手游地圖同步方案總結

1. 客戶端地圖格子的相關知識

　　在2.5D的MMO游戲里，角色是通過3D的方式渲染，2D的地圖是通過2D的方式顯示，所以在客戶端一般會有三個坐標系：

a) 3D坐標系：所有需要3D渲染的角色和光效，都以3D坐標系中定位。

b) 2D坐標系：用來定位和繪制固定的2D地圖元素，比如草皮、馬路等。

c) 3D坐標里的格子坐標系：用來實現(xiàn)打掩碼、自動尋路和進行一些坐標配置(比如NPC和怪物初始的位置)。使用格子坐標，一是為了方便打掩碼和進行自動尋路的計算（經(jīng)典的A*尋路），二是為了更方便查找坐標的具體位置。

　　端游使用的格子大小一般為(64, 32)，手游的精確度要求低一些，可以用(100, 50)，即3D坐標系里長為100寬為50的矩形，即是格子坐標系里的一個坐標。示例圖如下：

　　MMO游戲里，玩家要能看到地圖上所有角色的行為，這就需要將其它玩家的動作都通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)同步過來。同步一般使用9宮格來確定，哪些玩家的數(shù)據(jù)要同步過來，然后自己的行為要同步給哪些玩家。

　　服務器大格子的大小，以3*3的格子要總比客戶端顯示范圍要大一點為原則。比客戶端大一點，是為了預留資源加載的時間。

　　如下圖所示，綠色表示手機客戶端的顯示區(qū)域，當角色A在格子6中時，他可以看到1,2,3,5,6,7,9,10,11這9個格子里的內(nèi)容，那么當他的狀態(tài)發(fā)生變化時，就需要同步給在這9個格子里的所有玩家；同樣，當這9個格子里的有玩家或者怪物的狀態(tài)改變時，也需要都同步給角色A。

　　當角色A移動到角色B所在的格子(7)，則他將不再看到1,5,9這三個格子里的內(nèi)容（玩家和怪物），同時他將新看到4,8,12這三個格子里的地圖內(nèi)容。所以這個過程中，服務器要下發(fā)消息，刪除角色A所在的客戶端里的1,5,9這三個格子里的地圖內(nèi)容，同時下發(fā)消息新增4,8,12這三個格子里的地圖內(nèi)容（類型一）。

　　推薦大格子具體的大小，按客戶端iPhone4S的960*640分辨來制定，取屏幕長寬的1/2大一些，可以定為640*360。

　　地圖上角色的同步可以分為位移的同步和行為（比如放技能）的同步。這里主要討論位移的同步方式。

　　位移同步的目的是為了將自己的位置變化發(fā)給服務器，然后由服務器通過9宮格的方式轉(zhuǎn)發(fā)給周圍的其他玩家。

　　有的端游是以客戶端格子的基本單位進行同步，當玩家從一個格子移動到了另一個格子時，就發(fā)消息通知給服務器。這種方式的缺點就是：

一、同步的延遲。玩家從一個格子開始移動，移動到另一個格子后，才發(fā)消息給服務器，服務器再轉(zhuǎn)發(fā)給其它客戶端，那其它客戶端的玩家位置，總會有一點延后。

二、當網(wǎng)絡不穩(wěn)定的時候，很容易看到其它玩家不是均速的移動，比如玩家位置沒動，然后一下子瞬移到了下一個格子。

　　我們采用的方式，是同步狀態(tài)的變化，然后由客戶端來觸發(fā)服務器對大格子跨越的判斷：

d) 當玩家點擊地圖上某個地方，或者改變了搖桿方向，玩家的運行狀態(tài)就變化了，即向某個坐標點移動。狀態(tài)變化的時候，客戶端就立即給服務器發(fā)消息，然后服務器進行轉(zhuǎn)發(fā)。這樣如果忽略了網(wǎng)絡的延遲，那這個角色在所有客戶端上，幾乎是同時開始移動。

　　如果移動過程中沒有其它變化，則整個移動過程中只有一次消息同步。這里需要處理一個問題，就是服務器需要知道這個角色什么時候跨越了服務器的同步大格子，當角色跨越了同步大格子時，服務器就需要進行第二節(jié)里（類型一）的操作。

e) 如何判斷角色的移動過程中跨越了同步大格子，有的游戲里采用服務器判斷的方式，即根據(jù)角色的移動速度和方向，計算出跨越的時刻，然后使用一個Timer來觸發(fā)。同時如果服務器要取這個角色的當前位置，則需要通過運動公式來進行計算。這個方案相對精確一些，但比較復雜，服務器也需要為每一個移動的角色設定一個Timer，對服務器的性能有所影響。

　　我們采用的方式，是由客戶端判斷角色每移動一小段距離，然后發(fā)消息通知服務器，服務器不對這個消息進行轉(zhuǎn)發(fā)，而只是判斷是否跨越了大格子，同時記錄下這個坐標，作為角色的當前位置。這一小段距離可以取100左右，值取得越大時，消息發(fā)送頻率越小，但服務器的同步大格子跨越判斷和角色當前位置就越不精確。

　　因為是直接同步的運行狀態(tài)，所以客戶端發(fā)給服務器的坐標單位是3D坐標系里單位，而不是3D坐標系格子的坐標單位。這樣就更加精確，一點點距離的移動，都能準確同步。

f) 同步運動狀態(tài)的一個問題是，如果玩家操作很頻繁，比如快死了逃跑時，瘋狂地點地圖，這時運動狀態(tài)變化的非�？�，如果每個狀態(tài)的變化都同步給服務器，再加上廣播，那消息量是很大的。

　　所以需要設置一個狀態(tài)同步的最短時間，當運動狀態(tài)變化很快時，則將狀態(tài)變化的消息緩存在客戶端，同時加一個Timer跟蹤。當馬上有新的狀態(tài)變化消息出來時，則進行替換，同時更新Timer。當沒有狀態(tài)變化的消息出來時，Timer到時間了就會觸發(fā)，將緩存的狀態(tài)變化的消息，發(fā)給服務器。

　　這樣通過消息緩存加上Timer的處理，既實現(xiàn)了運行狀態(tài)同步的最短時間限制，也保證了最后有效的運行狀態(tài)會稍晚一點點發(fā)送給服務器。

　　怪物的同步在傳統(tǒng)的端游里，是完全由服務器的怪物AI系統(tǒng)觸發(fā)，客戶端只是純粹的接受服務器下發(fā)的怪物狀態(tài)數(shù)據(jù)。對于手機游戲里，由于手機上很難出現(xiàn)像PC里那樣的外掛，所以怪物的AI可以考慮放在客戶端觸發(fā)，同時減少怪物的狀態(tài)同步。詳細說明如下：

a) 怪物的隨機移動不同步

　　在地圖上，怪物都會有一個固定的位置。怪物沒有進入戰(zhàn)斗狀態(tài)時，就會在這個固定位置的周圍走來走去，隨機的移動。這個隨機的移動由每個客戶端自己控制，這樣怪物的隨機移動，就不用消息廣播進行同步了。

　　由于客戶端自己控制怪物的隨機走動，所以會出現(xiàn)不同客戶端里，怪物位置不一樣的問題。但由于怪物隨機移動的范圍較小，所以這個問題不是很明顯，在手機上是可以接受的。角色打怪時，是扇形的傷害范圍，所以即使怪物坐標在不同的客戶端有點不一致，打怪的效果也是可以接受的。

b) 怪物的行為同步

　　當有角色攻擊被動怪物，或者進入主動怪物的視野范圍內(nèi)時，怪物的AI就被這個角色所在的客戶端鎖定了，同時怪物進入攻擊狀態(tài)。攻擊的判斷完全由鎖定怪物AI的客戶端進行處理，同時這個客戶端會將這個怪物的行為上發(fā)到服務器，由服務器廣播給周圍的其他玩家。

　　怪物的AI鎖定，使用搶占式，即誰最先發(fā)消息給服務器申請怪物的AI鎖定，誰就獲得了怪物的控制權，直到怪物死亡或脫離戰(zhàn)斗狀態(tài)。

　　怪物可以每進行一次攻擊，客戶端就發(fā)一個消息給服務器。這樣做，消息還是有點多，特別是一群怪圍著幾個角色進行攻擊時，消息廣播還是有點多。所以可以將狀態(tài)的概念向上擴大，只同步怪物在攻擊哪個玩家，而不同步每一次的攻擊，然后由每個客戶端根據(jù)怪物固定的攻擊速度各自去表現(xiàn)。這樣一個怪去攻擊一個玩家，就會只有一次消息廣播了。

c) 精英怪和BOSS怪的AI

　　精英怪和BOSS怪由于數(shù)量較少，而且比較重要，所以不能由客戶端來申請AI控制權，而是服務器根據(jù)某種策略來控制。所使用的策略可以考慮角色的傷害值、防御值、角色與BOSS的距離遠近等，根據(jù)這些因素，服務器計算出BOSS怪當前最適合攻擊的對象（比如血量最少的玩家，最脆弱的法師等），然后將AI控制權發(fā)給那個客戶端，由那個客戶端控制攻擊行為，同時通過消息讓服務器同步給其他玩家。

　　總結：怪物的同步方式的選擇，就是要盡量減少消息的廣播，同時讓游戲效果在可接受的范圍內(nèi)。怪物AI的這個處理方式，實際上是同時省去了游戲服務器的怪物AI模塊（端游一般是專門用的一個進程或者另外一臺物理服務器來進行怪物AI的計算），從而簡化了MMO游戲的開發(fā)難度，同時保證了較好的游戲體驗。