Question

我想在我的游戏引擎中实现确定性，以便能够保存和重放输入序列并使网络更容易。

我的引擎目前使用一个可变的时间步长：每帧我计算更新/绘制最后一个并将其传递给我的实体的更新方法所花费的时间。这使得1000FPS游戏看起来像30FPS的快速游戏，但引入了不确定的行为。

解决方案可能是将游戏修复为60FPS，但这会使输入更加延迟，并且无法获得更高帧率的好处。

所以我尝试使用一个线程（不断调用update（1）然后休眠16ms）并在游戏循环中尽可能快地绘制。它有点有效，但它经常崩溃，我的游戏变得无法播放。

有没有办法在我的游戏循环中实现线程来实现确定性，而不必重写所有依赖于引擎的游戏？

Answer 1

您应该将游戏框架与图形框架分开。图形框架应该只显示图形，没有别的。对于重放，无论您的计算机能够执行多少图形帧，无论是每秒30帧还是每秒1000帧，重放计算机都可能以不同的图形帧速率重放它。

但你确实应该修复游戏框架。例如。每秒100个游戏帧。在游戏框架中，游戏逻辑被执行：与游戏相关的东西（以及重放）。

只要没有必要的游戏框架，你的游戏循环应该执行图形框架，所以如果你将游戏修改为每秒100个游戏帧，那么每个游戏帧只需0.01秒。如果您的计算机在游戏框架中只需要0.001来执行该逻辑，那么剩下的0.01秒将用于重复图形框架。

这是一个很小但不完整但不是100％准确的例子：

uint16_t const GAME_FRAMERATE = 100;
uint16_t const SKIP_TICKS = 1000 / GAME_FRAMERATE;

uint16_t next_game_tick;

Timer sinceLoopStarted = Timer(); // Millisecond timer starting at 0
unsigned long next_game_tick = sinceLoopStarted.getMilliseconds();

while (gameIsRunning)
{
    //! Game Frames
    while (sinceLoopStarted.getMilliseconds() > next_game_tick)
    {
        executeGamelogic();

        next_game_tick += SKIP_TICKS;
    }

    //! Graphical Frames
    render();
}

以下链接包含有关创建精确游戏循环的非常完整的信息：

http://www.koonsolo.com/news/dewitters-gameloop/

Answer 2

要成为网络中的确定性，您需要一个真实点，通常称为“服务器”。游戏社区中有一种说法是“客户掌握在敌人手中”。确实如此。你不能相信在客户端上为公平游戏计算的任何东西。

例如，如果您的游戏变得更容易，如果由于某些原因您的线程每秒更新59次而不是60次，那么人们会发现。也许在一开始他们甚至不会是恶意的。他们当时只是让他们的机器处于满负荷状态，而且你的过程没有达到每秒60次。

一旦你拥有一台服务器（甚至可能在进程中作为单个播放器中的线程），它不关心图形或更新周期并按照自己的速度运行，它的确定性足以至少得到相同的结果适用于所有玩家。基于计算机不是实时的事实，它可能仍然不是100％确定性的。即使你告诉它更新每个$频率，它也可能不会，因为计算机上的其他进程占用了太多负载。

服务器和客户端需要进行通信，因此服务器需要将其状态的副本（性能可能是最后一个副本的增量）发送到每个客户端。客户可以以最佳速度绘制此副本。

如果您的游戏与线程崩溃，也许可以选择将“服务器”实际放入进程并通过网络进行通信，这样您就会发现速度非常快，哪些变量需要锁定，因为如果您只是将它们移动到另一个项目，您的客户端将不再编译。

Answer 3

将游戏逻辑和图形分成不同的线程。游戏逻辑线程应以恒定速度运行（例如，它每秒更新60次，如果你的逻辑不太复杂，甚至更高，以实现更流畅的游戏）。然后，您的图形线程应始终尽可能快地绘制逻辑线程提供的最新信息，以实现高帧率。

为了防止绘制部分数据，您应该使用某种双缓冲，其中逻辑线程写入一个缓冲区，而图形线程从另一个缓冲区读取。然后每次逻辑线程完成一次更新时切换缓冲区。

这应该确保您始终充分利用计算机的图形硬件。当然，这确实意味着你对最低cpu速度施加了限制。

Answer 4

我不知道这是否会有所帮助，但如果我没记错的话，Doom会存储您的输入序列并用它们来生成AI行为和其他一些东西。 Doom中的演示块将是一系列数字，表示不是游戏的状态，而是你的输入。从那个输入，游戏将能够重建发生的事情，从而实现某种决定论......虽然我记得它有时会失去同步。

通过线程实现游戏引擎确定性

4 个答案: