《守望先锋》架构设计与网络同步 -- GDC2017.pdf

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书资料大小：16.08M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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《守望先锋》架构设计与⽹网络同步 Overwatch Gameplay Architecture and Netcode Timothy Ford Lead Gameplay Engineer Blizzard Entertainment 翻译：kevinan 在GDC2017【Overwatch Gameplay Architecture andNetcode 】的分享会上，来⾃自暴暴雪的Tim Ford介绍了了《守望先锋》游戏架构和⽹网络同步的设计。⼀一起来看看吧。

哈喽，⼤大家好，这次的分享是关于《守望先锋》（译注：下⽂文统⼀一简称为Overwatch）游戏架构设计和⽹网络部分。⽼老老规矩，⼿手机调成静⾳音；离开时记得填写调查问卷；换下半藏，赶紧推⻋车！（众笑）我是Tim Ford，是暴暴雪公司Overwatch开发团队⽼老老⼤大。⾃自从2013年年夏季项⽬目启动以来就在这个团队了了。在那之前，我在《Titan》项⽬目组，不不过这次分享跟Titan没有半⽑毛钱关系。（众笑）这次分享的⼀一些技术，是⽤用来降低不不停增⻓长的代码库的复杂度（译注，代码复杂度的概念需要读者⾃自⾏行行查阅）。为了了达到这个⽬目的我们

遵循了了⼀一套严谨的架构。最后会通过讨论⽹网络同步（netcode）这个本质很复杂的问题，来说明具体如何管理理复杂性。 Overwatch是⼀一个近未来世界观的在线团队英雄射击游戏，它的主要是特点是英雄的多样性，每个英雄都有⾃自⼰己的独⻔门绝技。 Overwatch使⽤用了了⼀一个叫做“实体组件系统”的架构，接下来我会简称它为ECS。 ECS不不同于⼀一些现成引擎中很流⾏行行的那种组件模型，⽽而且与90年年代后期到21世纪早期的经典Actor模式区别更更⼤大。我们团队对这些架构都有多年年的经验，所以我们选择⽤用ECS有点是“这⼭山望着那⼭山⾼高”的意

味。不不过我们事先制作了了⼀一个原型，所以这个决定并不不是⼀一时冲动。开发了了3年年多以后，我们才发现，原来ECS架构可以管理理快速增⻓长的代码复杂性。虽然我很乐意分享ECS的优点，但是要知道，我今天所讲的⼀一切其实都是事后诸葛亮。 ECS架构概述 ECS架构看起来就是这样⼦子的。先有个World，它是系统（译注，这⾥里里的系统指的是ECS中的S，不不是⼀一般意义上的系统，为了了⽅方便便阅读，下⽂文统称System）和实体(Entity)的集合。⽽而实体就是⼀一个ID，这个ID对应了了组件(Component)的集合。组件⽤用来存储游戏状态并且没有任何的⾏行行为(Behavior)。System有⾏行行为但是没有状态。这听起来可能挺让⼈人惊讶的，因为组件没有函数⽽而System没有任何字段。 ECS引擎⽤用到的System和组件

图的左⼿手边是以轮询顺序排列列的System列列表，右边是不不同实体拥有的组件。在左边选择不不同的System以后，就像弹钢琴⼀一样，所有对应的组件会在右边⾼高亮显示，我们管这叫组件元组（译注，元组tuple，从后⽂文来看，主要作⽤用就是可以调⽤用Sibling函数来获取同⼀一个元组内的组件，有点虚拟分组的意思）。 System遍历检查所有元组，并在其状态（State）上执⾏行行⼀一些操作（也就是⾏行行为Behavior）。记住组件不不包含任何函数，它的状态都是裸存储的。绝⼤大多数的重要System都关注了了不不⽌止⼀一个组件，如你所⻅见，这⾥里里的 Transform组件就被很多System⽤用到。来⾃自原型引擎⾥里里的⼀一个System轮询(tick)的例例⼦子

这个是物理理System的轮询函数，⾮非常直截了了当，就是⼀一个内部物理理引擎的定时更更新。物理理引擎可能是Box2d或者是Domino（暴暴雪⾃自有物理理引擎）。执⾏行行完物理理世界的模拟以后，就遍历元组集合。⽤用 DynamicPhysicsComponent组件⾥里里保存的proxy来取到底层的物理理表示，并把它复制给Transform组件和Contact组件（译注：碰撞组件，后⽂文会⼤大量量⽤用到）。 System不不知道实体到底是什什么，它只关⼼心组件集合的⼩小切⽚片(slice，译注：可以理理解为特定⼦子集合)，然后在这个切⽚片上执⾏行行⼀一组⾏行行为。有些实体有多达30个组件，⽽而有些只有2、3个，System不不关⼼心数量量，它只关⼼心执⾏行行操作⾏行行为的组件的⼦子集。

像这个原型引擎⾥里里的例例⼦子，（指着上图7中）这个是玩家⻆角⾊色实体，可以做出很多很酷的⾏行行为，右边这些是玩家能够发射的⼦子弹实体。每个System在运⾏行行时，不不知道也不不关⼼心这些实体是什什么，它们只是在实体相关组件的⼦子集上执⾏行行操作⽽而已。 Overwatch⾥里里的(ECS架构的)实现，就是这样⼦子的。 EntityAdmin是个World，存储了了⼀一个所有System的集合，和⼀一个所有实体的哈希表。表键是实体的ID。ID是个32位⽆无符号整形数，⽤用来在实体管理理器器（Entity Array）上唯⼀一标识这个实体。另⼀一⽅方⾯面，每个实体也都存了了这个实体ID和资源句句柄（resource handle），后者是个可选字段，指向了了实体对应的Asset资源（译注：这需要依赖暴暴雪的另⼀一套专⻔门的Asset管理理系统），资源定义了了实体。组件Component是个基类，有⼏几百个⼦子类。每个⼦子类组件都含有在 System上执⾏行行Behavior时所需的成员变量量。在这⾥里里多态唯⼀一的⽤用处就是重载Create和析构（Destructor）之类的⽣生命周期管理理函数。⽽而其他能被继承组件类实例例直接使⽤用的，就只有⼀一些⽤用来⽅方便便地访问内部状态的helper函数了了。但这些helper函数不不是⾏行行为(译注：这⾥里里强调是为了了遵循前⾯面提到的原则：组件没有⾏行行为)，只是简单的访问器器。

EntityAdmin的结尾部分会调⽤用所有System的Update。每个System都会做⼀一些⼯工作。上图9就是我们的使⽤用⽅方式，我们没有在固定的元组组件集合上执⾏行行操作，⽽而是选择了了⼀一些基础组件来遍历，然后再由相应的⾏行行为去调⽤用其他兄弟组件。所以你可以看到这⾥里里的操作只针对那些含有Derp和Herp组件的实体的元组执⾏行行。 Overwatch客户端的System和组件列列表这⾥里里有⼤大概46不不同的System和103个组件。这⼀一⻚页的炫酷动画是⽤用来吸引你们看的（众笑）。

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