回滚网络编码以减轻延迟 - 限制和解决方案

已发布

2023/9/20

在在线多人游戏开发中，开发人员面临的长期挑战之一就是如何在面对不可预测的网络延迟时，确保游戏运行顺畅。

为了克服这些挑战，许多人转向了一种称为“回滚网络代码（rollback netcode）”的技术。第一个有详细记载的使用预测性网络的游戏是1998年发布的《Starsiege: Tribes》。

回滚网络代码是缓解游戏延迟的强大工具，但从源头上减少延迟需要基础设施层面的改变——这对于游戏开发人员来说并非易事。

研究表明，大部分延迟是由网络本身引入的——占 31%（排除正常人眼/反应时间）。这比服务器或玩家硬件或游戏代码本身的延迟高出数个数量级，是它们总和（14%）的两倍。

因此，只有将游戏服务器编排与分布式公共边缘基础设施网络（如 Edgegap 提供的网络）相结合，才能应对这一特定的元素挑战，并提供增强的游戏体验以降低延迟，并且要么由于无需包含回滚系统而降低与其集成的复杂性，要么在与回滚网络代码结合使用时，进一步改善游戏对延迟的缓解效果。

什么是回滚网络代码：简要概述

回滚网络代码本质上是游戏界称为“预测网络代码”的传统输入预测系统的一种变体。以下是其工作原理的简要介绍：

本地预测：当玩家做出动作时，其游戏客户端会预测该动作的结果，而无需等待接收来自服务器或其他玩家的确认。它提供了即时响应的错觉，这对于快节奏的游戏是必不可少的。
服务器验证：然后服务器接收此输入并同样模拟结果。如果服务器的模拟与本地预测一致，则一切正常。如果不一致，则必须对游戏进行修正。
回滚：这就是回滚网络代码的独特之处。它不仅仅是修正未来的游戏状态，而是将游戏“回滚”到错误发生之前的时间点，模拟正确的结果，然后“快进”到当前状态。这一切都发生在眨眼之间，理想情况下玩家是察觉不到的。

从源头上减少延迟听起来是理想的解决方案，而这正是 Edgegap 等解决方案旨在实现的目标。通过使用智能、自动化的游戏服务器编排平台，在靠近玩家的地方部署分布式网络的游戏服务器，Edgegap 可以大大缩短数据在玩家和服务器之间传输的往返时间。

以下是这种基础设施层面方法具有多项优势的原因：

即时降低延迟：传统的集中式服务器可能距离玩家数千英里之遥。通过使用分布式网络，Edgegap 将服务器资源部署在更靠近玩家的地方，从而大幅缩短了数据必须传输的距离。
可扩展性：此类解决方案可以根据用户需求自动同步扩展，在不按比例增加延迟的情况下容纳更多玩家。
减轻开发人员的工作量：回滚网络代码虽然有效，但非常复杂。开发人员必须投入时间和资源来正确集成它。他们还必须在游戏循环中考虑到这一点，做出会影响其性能的妥协——这对于格斗类等基于性能的游戏或拥有电子竞技社区的项目来说是一个巨大问题。通过在源头减少延迟，可以最大程度地减少甚至完全消除对此类复杂系统的需求。
增强玩家体验：从玩家的角度来看，没有什么比反应敏捷、运行顺畅的游戏更棒的了。较低的延迟转化为更快的响应时间，从而带来更具沉浸感、更愉快的游戏体验。当调用回滚时，回滚网络代码也会给玩家带来奇怪的行为和瑕疵。这可能会导致丢失本应显示踢腿动作的帧，并在玩家无法跟上游戏中来回发生的变化时，导致整体体验不佳。