3D游戏图形网络游戏程序设计

2020-03-01 130浏览

  • 1.网络游戏程序设计
  • 2.教学目标  网络游戏的基本架构  网络游戏的基本协议 编程  网络游戏客户端设计  网络游戏服务器端设计  Socket
  • 3.网络游戏的结构解析 (1)  Peer to Peer /floating server  在多个玩家参与的游戏中，其中一个玩家的机器既是客户端，又扮演服务器的 角色   通常由创建游戏局的玩家担任服务器 ( 主机 ) 。 很多对战型的 RTS 网络游戏都采用这种结构
  • 4.网络游戏的结构解析 (2)  游戏大厅代理结 构 会话大厅 结构，为不同玩 家牵线搭桥。  既直接管理客户 端，也管理游戏 局  回合制游戏常见 类型 Lobby:
  • 5.网络游戏的结构解析 (3)  C-S 结构  多人在线游戏， RPG 。 成千上万人进行同一 场游戏。  服务器上有完整的游 戏世界模型，玩家在 客户端去观察这个世 界，并与之互动。  玩家和游戏等什么都 管
  • 6.网络游戏的结构解析 (4)  在进进 行网 进 进进 游进进 开进进进 ，最重要的是 进 进 进 进 进 进进 计思想、 进进进 框架进 构、数据 进 进 进进进 进进 等  游戏内容和引擎模块分离开来。  网络应用程序框架  要分清楚一般的多人游戏（ multi-player gam e ）和大规模在线游戏（ massively online gam e）
  • 7.网络游戏的结构解析 (5)  游戏与一般网络应用程序
  • 8.网络游戏的结构解析 (6)  游戏通讯传输的体系结 构    封装层：实现基本数据类 型的读写操作； 传输层：数据压缩和加密 ，提供数据缓冲区以及各 种统计数据。 应用层：发送和接受封装 好的数据包。
  • 9.网络游戏的结构解析 (7)  数据资源管理  游戏中有 很多可重复使用的资源  有效的资源管理可以减少内存和载入时间，甚至可以减 少计算量  使用统一的方法和公共接口来管理和访问这些资 源   对用户隐藏实现的细节，管理程序对用户透明。用户不 需要知道数据从本地文件或者网络缓冲区中来的。安全 和快速。 提供资源的缓冲池管理。添加一个缓冲池，不立即删除 引用为 0 的资源。缓冲池的淘汰算法。
  • 10.网络游戏的结构解析 (8)  回合制游戏功能示例
  • 11.网络游戏的结构解析 (9)  网络 在回 合制 游戏 中的 功能 和作 用 战斗开始 回合开始 回合结束 战斗结束 服务器端： 战斗信息和所 有角色数据发往客户端； 客户端：设置战士的状 态，场景，角色，位置和 镜头 服务器端： 收集玩家的战 斗方式，并按行动次序计 算攻击伤害和更新属性； 客户端：选择战斗方式， 并通知服务器 服务器端： 把战斗方式、 属性的改变以及战斗结果 发挥客户端： 客户端：更新画面和数 值，并通知服务器 服务器：收到回合结束信 息，开始新的回合 服务器端： 胜负已经分 出，则进入结束战斗，计 算经验值和物体装备等， 是否升级，并把结果返回 客户端。 客户端：收到战斗结果 后，更新画面和属性
  • 12.网络及网络游戏的协议 （1）  TCP  有连接  可靠  按发送次序接受  UDP  无连接  不可靠  任意到达次序
  • 13.网络及网络游戏的协议 （2）  Send （发送） -Receive （接受） -Acknowledge （确 认） Sender Send Receiver Receive Acknowledge   发送确认  Sender holds sent packet until ACK is received 重新发送  Sender retransmits if ACK takes too long
  • 14.网络及网络游戏的协议 （3）  TCP 发送流程  Sends data and Puts it in send queue  Sets timer on this queue item  If timer expires, and no ACK, re-send data • Set another, longer timer • Exponentially increasing time  When ACK received • If this queue slot is the oldest, • Free the slot for new data  If no queue space, sender app waits!
  • 15.网络及网络游戏的协议 （4）  TCP 发送流程  Receiver maintains a queue the same size as the sender’s  When a packet arrives, send ACK  If the packet is next in sequence • Give it to application  Else Keep it in queue • earlier packet is on its way
  • 16.网络及网络游戏的协议 （5）  TCP 确认处理  If no ACKS arrive for a long enough time • Temporarily gives up • Sends test packets  When test packets get through • Starts slow, builds up
  • 17.网络及网络游戏的协议 （6）  UDP 的特性  Connectionless! • No underlying data to maintain  Unreliable transmission • If you lose a packet, you have to handle it  Out-of-order arrival • You have to handle that, too!  Fast • When the port gets the data, the app gets it
  • 18.网络及网络游戏的协议 （7）  UDP 的注意点  Packets will drop! • 1 in 5  Have to do your own re-send  Some packets are time sensitive • Care little about the past ship location  No header compression • May end up with greater overhead than TCP with PPP
  • 19.网络及网络游戏的协议 （8）  网络游戏协议  游戏协议的概念就是在网络游戏中客户机和 服务器通过预先设定好的格式传输数据发出 的请求和应答，从而实现控制和传输游戏数 据的目的。  为方便客户端程序和服务器端服务程序解释 ，同时有利于扩充协议，在客户端和服务器 端都定义了协议文本。 • 主要传输操作代码  操作代码就是本次数据包传输的数据所代表 的操作类型。 • 分为客户端代码和服务器代码。
  • 20.网络及网络游戏的协议 （9）  游进 进 进 进 的分 进进进 ：  管理操作类协议  游戏大厅类协议  游戏动作协议（如打牌类协议）  旁观类协议
  • 21.Socket 编程技术（ 1 ） • 网络编程接口的基本功能要求 – 资源分配： • Allocate local resources for communication – 通讯端指定： • Specify local and remote communication endpoints – 初始化连接（客户端） • Initiate a connection (client side) – 等待连接（服务器端） • Wait for an incoming connection (server side) – 发送和接受数据 – 决定数据的到达 • Determine when data arrives
  • 22.Socket 编程技术（ 2 ） • 网络编程接口的基本功能要求（续） – 产生紧急数据 • Generate urgent data – 处理到达的紧急数据 • Handle incoming urgent data – 结束连接 • Terminate a connection gracefully – 处理远程连接结束请求 • Handle connection termination from the remote side – 异常通讯处理 • Abort communication – 异常连接处理 • Handle error conditions or a connection abort – 释放本地资源 • Release local resources when communication finishes.
  • 23.Socket 编程技术（ 3 ） • Socket 编程模式 – 至少需要一对，一个是客户端的 ClientSocket ； 另一个是服务器端的 ServerSocket. • Socket 的连接过程可分为 3 个步骤： – 服务器监听，客户端请求，连接确认。 – 服务器监听：处于等待连接状态，实时监控网络 – 客户端请求：客户端 socket 请求连接服务器端的 socket( 地址，端口 )
  • 24.Socket 编程技术（ 4 ） • Socket 的 APIs – Socket 的启动与中止 ---wsastartup(); wsacleanup() – Socket 的创建 ---Socket() 和 WSASocket() – 指定本地地址— Bind() – 建立连接 ----connect(), WSAConnect() – 监听连接 ---Listen()
  • 25.Socket 编程技术（ 5 ） • Socket 的 APIs （续） – 接受连接请求 -----accept() 和 WSAaccept() – 数据发送 ---send()(TCP 协议 ) 和 sendto() （ UDP 协议） – 数据接收 ---recv() （ TCP 协议）和 recvfrom() （ UDP 协议） – I/O 多路复用 ----select() – 中断连接 ---closeSocket() 和 shutdown()
  • 26.Socket 编程技术（ 6 ） • 客户端的流程 客户端 WSAStartup socket connect send recv closesocket WSACleanup
  • 27.Socket 编程技术（ 7 ） • 服务器端 服务器端 WSAStartup socket bind listen accept recv send closesocket WSACleanup
  • 28.Socket 编程技术（ 8 ） • 可封装成以下操作： – – – – – – – – – – 发送数据 接受数据 进求进进接 接受连接 开始监听 绑定地址 可读判断 可写判断 进进进接 设置非阻塞状态 • Socket 工作在阻塞状态下，会一直等 I/O 操作完成。
  • 29.基于网络的游戏设计 （1） • 网络游戏客户端设计 游戏的基本功能：处理声音，动画等； 游戏框架：玩家信息，游戏界面，广告信息等 游戏通讯：客户与服务器之间的网络传输细节 游戏应用程序：程序线程管理、各种显示对话框、 图形的处理与显示 – 游戏处理：处理游戏逻辑、解析和处理游戏数据、 游戏运行维护等 – – – –
  • 30.基于网络的游戏设计 （2） • 网络游戏服务器端设计： – 游戏通信：负责游戏中客户服务器之间的网 络传输细节 – 游戏协议：对传递的数据进行打包和解包， 并根据所包含的指令进行相应的操作 – 游戏逻辑：负责处理游戏逻辑 – 进程 管理： 进进程的生成、 进 进 进 进 进进束和分配任 进 进 进 进 进进等
  • 31.基于网络的游戏设计 （3） • 网络游戏运行数据进行交互时，所传输的数据是按照一定的格式 。 • 服务器数据库的内容示例： – 角色表： • 角色 ID ，账号 ID ，角色的名称，属性和帮派等 – 道具表： • 道具 ID ，所属角色 ID ，道具各类属性等 – 帮派表： • 帮派 ID, 名称，帮派头目，介绍，总人数等 – 进件 表： • 邮件 ID, 进件 人角色ID, 收件人角色 ID, 邮件内容等
  • 32.基于网络的游戏设计 （4） • 编写网络程序 – 根据已有的应用层 协议编写程序，如 http 或者 ftp. 只要 客进 端 和 服 器都按 进 进 进 进 进 进 写，就可以通信。 进进进 进进 进进 进进 • 注意网络字节顺序，一种是以纯字符形式进行解释，一种是按 位进行解释。 – 自定义通信进 进 。 进 • 游戏数据的传输格式 – 低位字节存储在起始地址 – 高位字节存储在起始地址
  • 33.基于网络的游戏设计 （5） • 游戏的运营与管理 – – – – 客户端下载和安装 会员注册 WEB 大厅管理 客户端管理 • • • • 身份验证 房间 用户信息 广告
  • 34.基于网络的游戏设计 （6） • 回合制游戏（客户端）示例 – 启动界面 • 用户登陆 • 代理服务器设置 – 游戏大厅 • 游戏目录 • 系统信息 – 游戏房间 • 游戏桌、站点列表、用户列表、聊天 • 邀请参加游戏、创建游戏 – 游戏牌局 • 加入游戏、等待掉线玩家、退出游戏等