👩‍❤️‍💋‍👨 🤲🏽 👩🏼 नोड.जेएस पर एक बहु-खिलाड़ी रीयलटाइम गेम बनाना 🌁 🕗 ☘️

कुछ महीने पहले, मैंने और मेरे सहयोगियों ने एक मल्टी-प्लेयर रियलटाइम गेम बनाने का फैसला किया, जो वेब पर काम कर सकता था। हमने अपने सर्वर के लिए node.js का उपयोग करने का निर्णय लिया। इस समाधान के कारण बहुत ठोस सफलता मिली - हमारे सर्वर ने कई महीनों तक बिना किसी प्रक्रिया के एक भी बूंद या फिर से काम किया।

हमने अपना गेम नोड.जेएस पर लिखने का फैसला किया क्योंकि हमने इस प्लेटफॉर्म के बारे में बहुत सारी अच्छी बातें सुनीं और वास्तव में इसके साथ थोड़ा खेलना चाहते थे। और यह आश्चर्यजनक था - हम जल्दी से विषय में आ गए। नोड.जेएस के लिए कई दिलचस्प पुस्तकालय हैं जो पूरी तरह से विभिन्न समस्याओं को हल कर सकते हैं। सर्वर साइड के लिए नोड का उपयोग करने का एक पक्ष लाभ है, वास्तव में, जावास्क्रिप्ट - एक बहुत ही आसान उपयोग वाली भाषा। इसने हमें उन समस्याओं पर ध्यान केंद्रित करने की अनुमति दी, जो सभी रियलटाइम गेम्स में बिना किसी उपद्रव, प्रतिबंध और कोड को संकलित करने की आवश्यकता के रूप में होती हैं, जैसा कि कम गतिशील भाषाओं का उपयोग करते समय होता है।

Node.js भी पीक समय में भी एक बहुत ही हल्की भाषा साबित हुई। हमारे खेल के लिए, नोड.जेएस प्रक्रिया ने केवल एक धागे का उपयोग किया और सीपीयू के केवल 3-4% का उपभोग किया, जबकि खेल की 8-10 प्रतियां एक साथ काम कर रही थीं, प्रत्येक अपने टक्कर टक्कर इंजन के साथ।

प्रारंभिक दृष्टिकोण

मल्टीप्लेयर रीयलटाइम गेम लिखते समय प्रारंभिक (भोली) दृष्टिकोण इस तरह दिखता है:

var info = {}; info.position = {x:10, y:15}; info.velocity = {x:0.5,y: 0.2}; info.currentWeapon = 1; info.radius = 10; this.netChannel.send( info );

सर्वर प्रत्येक जुड़े ग्राहक को सभी डेटा पैकेट प्राप्त करता है:

 function broadcastInfo( sendingClient, messageInfo ) { for(var aClient in allClients) { if(aClient != sendingClient) { aClient.connection.send( messageInfo ); } } }

मुख्य समस्या

इस दृष्टिकोण के साथ, आप उस उपयोगकर्ता की स्थान जानकारी पर भरोसा नहीं कर सकते जो वह आपके पास जाता है। उपयोगकर्ता हमेशा रिपोर्ट करेगा कि वह वह जगह है जहां उसे जरूरत है, पूर्ण सटीकता के साथ सभी विरोधियों में गिर जाता है और स्वास्थ्य की पूरी आपूर्ति होती है।

इस दृष्टिकोण के साथ एक और समस्या यह है कि आप कभी भी किसी वस्तु की गति को सही ढंग से प्रदर्शित नहीं कर सकते।

इस प्रभाव को कभी-कभी उछलती गेंद भी कहा जाता है। यह अगले पैकेट आने तक ऑब्जेक्ट की स्थिति को एक्सट्रपलेशन करने की आवश्यकता के साथ जुड़ा हुआ है, ऑब्जेक्ट की गति के आधार पर, और आगे "ठीक-ट्यूनिंग" स्थिति, आदि ... जब गेंद उस परबोला के शीर्ष पर होती है जिसमें वह चलती है, तो गति शून्य है। इसलिए, गति के आधार पर इसके आंदोलन की भविष्यवाणी करते हुए, हम ठीक उसी बिंदु को प्राप्त करेंगे, जिस पर यह स्थित है, और गेंद हवा में मँडराएगी जब तक कि यह अचानक तेजी से नीचे गिर न जाए।

अंत में, एक और बड़ी समस्या पैकेट हानि है। यदि आंकड़े में धराशायी लाइन द्वारा दिखाए गए पैकेट में से एक प्राप्तकर्ता तक नहीं पहुंचता है, तो ऑब्जेक्ट गलत पथ का अनुसरण करेगा। और इससे भी बदतर। बेशक, समय को मिलीसेकंड में मापा जाता है, और यह दुनिया का अंत नहीं है। हालांकि, वास्तव में यह बहुत ही अप्राकृतिक लगता है, क्योंकि वास्तविक दुनिया की वस्तुएं तुरंत नहीं चल सकती हैं।

एक अन्य दृष्टिकोण क्लाइंट-सर्वर मॉडल है

खेल को विकसित करने की प्रक्रिया में, हमने यह पता लगाने का फैसला किया कि व्यवहार में इस समस्या को कैसे हल किया जाए। सब के बाद, किसी ने पहले से ही मल्टीप्लेयर रियलटाइम गेम किया है। हमें जानकारी के कुछ दिलचस्प स्रोत मिले, विशेष रूप से, मुक्त स्रोत कोड क्वाकेवर्ल्ड और वाल्व कर्मचारियों के कुछ तकनीकी विवरण।

इस मॉडल में एक एकल आधिकारिक सर्वर है, जो खेल को मॉडल करता है। साथ ही क्लाइंट केवल अपने इनपुट डेटा भेजते हैं। उदाहरण के लिए, मैं केवल यह जानकारी भेजता हूं कि मेरा स्पेस बार दबाया गया है, और सर्वर यह निर्धारित करता है कि गेम के संदर्भ में इसका क्या मतलब है। इस मॉडल के लिए धन्यवाद, हमें पिछले कार्यान्वयन की कई समस्याओं से छुटकारा मिला।

विश्व प्रतिपादन

हमारा तंत्रिका तंत्र देरी के लिए अनुकूल हो सकता है। यदि हम किसी वस्तु को खींचने के लिए उसी कम देरी के समय का उपयोग करते हैं, तो एक व्यक्ति आसानी से इसमें समायोजित हो जाता है और देरी को नोटिस करना बंद कर देता है। हमारी समस्या को हल करने की कुंजी यह है कि हम पिछले काल में सभी ग्राहकों के लिए दुनिया को प्रस्तुत करते हैं, क्योंकि यह पहले एन मिलीसेकंड था। संख्या N को मनमाने ढंग से चुना जाता है। उदाहरण के लिए, हमने 75 मिलीसेकंड का उपयोग किया।

मूल प्रक्रिया

प्रारंभ में, हम सिस्टम को कॉन्फ़िगर करते हैं ताकि क्लाइंट को असतत अंतराल पर दुनिया में उच्च-सटीक परिवर्तन सर्वर से प्राप्त हो।
हम एक सरणी में विश्व परिवर्तन संग्रहीत करते हैं।
जब खिलाड़ियों को मंच पर खींचने का समय आता है, तो हम वर्तमान समय के प्रक्षेप समय के बराबर समय में एक बिंदु पर करते हैं।
हम समय में इस बिंदु को कहते हैं - समय प्रतिपादन, जो वास्तव में वर्तमान समय शून्य से 75 मिलीसेकंड के बराबर है।
प्रत्येक रेंडरिंग के साथ, हमें दो बदलाव मिलते हैं जिनके बीच हमारा रेंडरिंग टाइम होता है।
एक बार परिवर्तन पाए जाने के बाद, हम रेखीय प्रक्षेप फ़ंक्शन का उपयोग वस्तुओं को उनके रास्तों पर ठीक से करने के लिए करते हैं।
यदि पैकेट खो गया था, उदाहरण के लिए, अगर हमें पैकेट 343 नहीं मिला (चित्र देखें), हम अभी भी दो प्राप्त पैकेट 342 और 344 के बीच प्रक्षेप का उपयोग कर सकते हैं।

RealtimeMultiplayerNodeJS

हम विश्वासपूर्वक ओपन-सोर्स में विश्वास करते हैं, इसलिए विकास के अंत में हमने कोड को थोड़ा साफ करने और ओपन-सोर्स प्रोजेक्ट के रूप में बाहर ले जाने का फैसला किया। चूंकि हम अच्छे नामों को चुनने में विशेष रूप से सफल नहीं थे, इसलिए हमने इसका नाम RealtimeMultepsNodeJS रखा।

RealtimeMultpareNodeJS एक फ्रेमवर्क है जिसे विशेष रूप से HTML5 और क्लाइंट-सर्वर मॉडल का उपयोग करके मल्टी-प्लेयर रियलटाइम गेम बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस मॉडल में, उपयोगकर्ता केवल इनपुट डेटा भेजते हैं, और गेम स्वयं सर्वर पर मॉडलिंग करता है। वर्तमान प्रतिपादन समय के आधार पर ग्राहक अपने दो राज्यों के बीच की दुनिया को प्रक्षेपित करते हैं।

प्रोजेक्ट का उपयोग कैसे करें

डाउनलोड रिपॉजिटरी
टर्मिनल में, सर्वर "नोड js / DemoHelloWorld / server.js" शुरू करें
पृष्ठ "/DemoHelloWorld.html" खोलें (ध्यान दें कि फ़ाइल सर्वर से दिखाई देनी चाहिए ताकि आप वेबस्कैट का उपयोग करके कनेक्ट कर सकें)

भौतिकी प्रदर्शन

यह डेमो सिंक्रनाइज़ भौतिक प्रक्रियाओं के विचार को दिखाने के लिए डिज़ाइन किया गया है जब सर्वर पर सभी सिमुलेशन होते हैं। Box2D.js का उपयोग दुनिया बनाने के लिए किया जाता है। यह कई उपयोगकर्ताओं के इंटरैक्शन के सिंक्रनाइज़ेशन को भी दिखाता है, साथ ही क्लाइंट की तरफ फिर से इसकी व्याख्या के साथ सर्वर को एक संदेश भेजने का एक उदाहरण है।

DemoHelloWorld

सबसे सरल लेकिन सबसे दिलचस्प डेमो हम साथ आ सकते हैं। वस्तुएं बाएं से दाएं चलती हैं।

DemoCircle

एक साधारण टकराव से निपटने वाले इंजन सर्कलकैलिशन का प्रदर्शन, जो टकरावों के बारे में सबसे सरल जानकारी प्रदान करता है और दो वस्तुओं के टकराने पर एक घटना उत्पन्न करता है। यह डेमो एक विशेष प्रकार की वस्तु के कार्यान्वयन को भी दर्शाता है जो कीबोर्ड का उपयोग करके जुड़े उपयोगकर्ता द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

अंत में, मुख्य विचार पर जोर देने के लिए - ASCII तकनीक का उपयोग करके बनाया गया एक इकाई प्रक्षेप चित्र:

  (actual time) (snapshot interval) | | | _ (rendered time) | / \ | / vv / | ------|-----|----v|---|----|----|--v---------> 0.0sec 0.1sec 0.2sec 0.3sec time | | \ / \------\/----/ | | (interpolation time)

नोड.जेएस पर एक बहु-खिलाड़ी रीयलटाइम गेम बनाना