快照插值

Mirror的NetworkTransform组件使用快照插值。

如果您对术语不熟悉：快照插值通过快照进行插值，同时缓冲足够多的快照来弥补网络条件不佳，如延迟、丢包和混乱。

在开发新的NetworkTransform组件时，我们有两个目标：

• 使其稳定：我们需要一个可以被成千上万个项目使用而没有任何意外的东西。主要游戏已经使用Mirror并投入生产，因此我们需要非常小心地做对这件事。

• 使其可重用：NetworkTransform是许多需要快照插值的组件之一。有人可能需要它用于3D / 2D刚体、角色控制器等。但算法始终是相同的。

为了实现这两个目标，我们决定将快照插值算法拆分为一个独立的类，任何人都可以使用它。它是原始的C#，完全独立于Mirror和Unity。您可以在Mirror中使用它，也可以在独立服务器或不同游戏引擎中使用它。

简而言之，我们希望一劳永逸地解决问题，这样我们就有一个算法可以在未来几十年中使用，无论使用哪个引擎。

这种方法类似于kcp，它只是一个可用于所有语言和引擎的可靠性算法。对于我们的kcp传输，我们只需将其包装在服务器和客户端类中，并通过UDP套接字发送结果。

模拟与测试

快照插值非常难以做到正确。我们不仅要在两个时间轴（本地和远程）上操作，还必须处理不利的网络条件，如延迟突增、丢包和混乱。更糟糕的是，服务器和客户端有时可能也承受着沉重的负载，并且更新频率可能明显不同。

为了让事情明朗：快照插值算法花费我们4个月的时间来完善。超过一半的时间用于测试和模拟以确保稳定性。

开发快照插值作为一个独立的算法，使我们能够模拟不同的场景，甚至无需运行延迟模拟或Mirror：

• 我们可以模拟快照插值算法在远程处于 t=5，我们处于 t=3，并且在 t=0, 1, 2 有三个快照的情况下，通过不同的插值点进行模拟。

• 我们可以模拟如果有人只有两个快照，到达插值的末尾，仍在等待下一个快照的情况。

• 我们可以模拟移动用户在延迟 100 秒后重新回到游戏的算法行为。

• 我们可以模拟极端恶劣的网络条件，如 99% 的丢包和乱序。

• 如果缓冲区变得过大，我们可以进行追赶。

• 还有许多其他情况...

快照插值模拟

作为结果

这只是一个计算快照和参数，得到结果的过程。 预期

使用该算法

请阅读我们在 Mirror 中的 SnapshotInterpolation.cs 代码，以查看算法和辅助函数，然后阅读 NetworkTransform 作为使用示例。

总结一下，有几个关键方面：

• 快照 接口：你的 RigidbodySnapshot、CharacterControllerSnapshot 等结构体必须实现该接口。

• 时间缓冲区，这是一个 SortedList<timestamp, Snapshot> 缓冲区。我们提供了几个辅助函数，如 InsertIfNewEnough 以方便使用。

  • 所有这些函数都经过了大量的单元测试。

• Compute() 算法：给定一个快照缓冲区、时间、deltaTime 和配置参数，它会输出下一个插值的快照（如果有的话）。

  • 这个函数经过了大量的测试覆盖，事实上，这可能是 Mirror 中所有函数中测试最多的函数。

确保阅读 快照插值 文章，以了解它是如何工作的，然后查看 SnapshotInterpolation.cs 和 NetworkTransformBase.cs，看看它是如何运作的。即使有了我们提供的算法，理解和正确实现它仍然不是一件容易的事情。

请注意，NetworkTransform 每隔sendInterval通过不可靠通道发送快照。不要仅在发生更改时发送，这将需要了解另一端上次接收到的快照（无论是通过可靠方式，还是使用通知算法）。

请注意，NetworkTransform 每隔sendInterval发送一次。一旦我们将Bitpacking和Delta Compression引入 Mirror，带宽将显着减少。

基准测试和结果

我们建议使用 Mirror 的LatencySimulationTransport自行尝试，例如使用我们的Benchmark演示。即使在网络条件较差的情况下，只要bufferMultiplier足够高，快照插值的性能就会很好。

一些测试视频：

• NetworkTransform 旧版与新版比较 在 Youtube 上（秘密项目）。

• 查看原始Pull Request进度视频。您可以看到每添加一个功能，延迟、丢包和混乱是如何逐渐解决的。

• JesusLovsYooh 旧版与新版 NetworkTransform (观看左侧版本，OG NT 是旧版，NT 2k 是新版)

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