专题介绍
该专题将会分析 LOMCN 基于韩版传奇 2，使用 .NET 重写的传奇源码（服务端 + 客户端），分析数据交互、状态管理和客户端渲染等技术，此外笔者还会分享将客户端部分移植到 Unity 和服务端用现代编程语言重写的全过程。
系列文章
韩版传奇 2 源码分析与 Unity 重制（一）服务端 TCP 状态管理
韩版传奇 2 源码分析与 Unity 重制（二）客户端启动与交互流程
韩版传奇 2 源码分析与 Unity 重制（三）客户端渲染管线
韩版传奇 2 源码分析与 Unity 重制（四）服务端地图对象管理
概览
在这一篇文章中，我们将分析角色如何接收用户输入，产生和处理行为 (Action)，并以角色的移动为例分析处理和绘制逻辑。
行为系统
对于每个地图对象 MapObject，都会有一个行为队列 ActionFeed，以及代表当前行为的 CurrentAction 变量:
// MapObject.cs public abstract class MapObject { public List<QueuedAction> ActionFeed = new List<QueuedAction>(); public QueuedAction NextAction { get { return ActionFeed.Count > 0 ? ActionFeed[0] : null; } } public MirAction CurrentAction; }
注意这里的 NextAction 是一个计算属性，用于取出 ActionFeed 中的下一个行为。
行为的产生
地图对象的行为来自于用户输入或者 AI 行为逻辑，在这里我们需要对用户控制的角色和其他对象做一个区分，其他角色的行为序列是通过服务端同步到客户端的，而用户输入是由输入设备直接产生的，需要加以限制，因此在 UserObject 上有一个 QueuedAction 属性用于记录下一个待执行的行为，同时这也限制了游戏中的角色无法一边移动一边施法:
// UserObject.cs public class UserObject : PlayerObject { public QueuedAction QueuedAction; }
以角色为例，当用户通过鼠标右键进行移动时，将会产生一个 Walking Action 设置到 QueuedAction:
// GameScene.cs private void CheckInput() { // ... if ((CanWalk(direction)) && (CheckDoorOpen(Functions.PointMove(User.CurrentLocation, direction, 1)))) { User.QueuedAction = new QueuedAction { Action = MirAction.Walking, Direction = direction, Location = Functions.PointMove(User.CurrentLocation, direction, 1) }; return; } // ... }
行为的处理
每一个地图对象 MapObject 在帧开始时都会被调用到 Process 方法处理游戏逻辑，游戏角色 UserObject 继承了 PlayerObject，它重写了 PlayerObject 的 ProcessFrames 方法来处理用户输入产生的 QueuedAction:
// UserObject.cs public override void ProcessFrames() { bool clear = CMain.Time >= NextMotion; base.ProcessFrames(); if (clear) QueuedAction = null; if ((CurrentAction == MirAction.Standing || CurrentAction == MirAction.MountStanding || CurrentAction == MirAction.Stance || CurrentAction == MirAction.Stance2 || CurrentAction == MirAction.DashFail) && (QueuedAction != null || NextAction != null)) SetAction(); }
这里的 base.ProcessFrames 用于处理动画帧的更新，我们先重点来看 SetAction 的执行逻辑，当目前的行为是 Idle 类状态（站立和野蛮冲撞失败等），且存在 QueuedAction 或 ActionFeed 不为空时则执行 SetAction 执行角色的下一个行为:
// UserObject.cs public override void SetAction() { if (QueuedAction != null ) { if ((ActionFeed.Count == 0) || (ActionFeed.Count == 1 && NextAction.Action == MirAction.Stance)) { ActionFeed.Clear(); ActionFeed.Add(QueuedAction); QueuedAction = null; } } base.SetAction(); }
由上面的代码可见 UserObject 并不直接处理 Action，而是只处理从用户输入产生 QueuedAction 到 QueuedAction 加入到行为队列这一过程，实际的行为处理逻辑在其父类 PlayerObject 中处理:
// PlayerObject.cs public virtual void SetAction() { // ... if (ActionFeed.Count == 0) { CurrentAction = MirAction.Standing; // ... } else { // ... QueuedAction action = ActionFeed[0]; ActionFeed.RemoveAt(0); CurrentAction = action.Action; // ... } // ... }
根据上面的代码可知，当行为队列为空时，会设置当前行为 CurrentAction 为 Standing，否则从队列中取出第一个行为设置到当前。
总的来说，用户的当前行为取决于 CurrentAction，当行为队列为空时，CurrentAction 会被设置为 Idle 类状态，否则会从队列中依次取出行为执行，那么哪些行为会引起 ActionFeed 被消费（即调用 SetAction）呢？除了上述提到的 UserObject 的 QueuedAction 不为空，另一个比较直观的就是当前动作执行完成，即帧动画播放完毕:
// PlayerObject.cs public virtual void ProcessFrames() { // ... if (UpdateFrame(false) >= Frame.Count) { FrameIndex = Frame.Count - 1; SetAction(); } }
此外，当服务端推送对象的状态与本地状态不同步时，也会触发 SetAction 来强制更新客户端状态，例如服务端推送角色位置时如果发现状态不一致会清空 QueuedAction 和 ActionFeed 并强制触发一次 SetAction:
private void UserLocation(S.UserLocation p) { // ... if (User.CurrentLocation == p.Location && User.Direction == p.Direction) { return; } // ... User.QueuedAction = null; for (int i = User.ActionFeed.Count - 1; i >= 0; i--) { if (User.ActionFeed[i].Action == MirAction.Pushed) continue; User.ActionFeed.RemoveAt(i); } User.SetAction(); }
角色移动的处理
下面我们以角色移动为例分析行为系统的工作过程，在网络游戏中，角色移动是一个较为复杂的逻辑，其核心逻辑包括:
- 角色在地图上的移动需要与帧动画保持同步，需要将实际的位移按照动画帧进行插值；
- 需要限制客户端的移动频率，避免服务端和客户端的位置产生极大偏差，这一频率还应当跟随网络延迟进行变化；
- 当客户端与服务端的角色位置不同步时，需要将客户端位置与服务单进行强制同步。
本地处理 Walking Action
通过上文对行为系统的分析我们知道，当用户通过鼠标触发移动时，会将一个 Walking Action 插入到 ActionFeed 并调用 SetAction 方法，在这里我们会取出 Action 直接更新角色的位置和方向:
// PlayerObject.cs public virtual void SetAction() { // 限制角色行为频率 if (User == this && CMain.Time < MapControl.NextAction)// && CanSetAction) { //NextMagic = null; return; } // ... QueuedAction action = ActionFeed[0]; ActionFeed.RemoveAt(0); CurrentAction = action.Action; CurrentLocation = action.Location; Direction = action.Direction; // ... // 取出 Walking 的帧动画信息 Frame Frames.TryGetValue(CurrentAction, out Frame); // ... // 发送 Walking Packet 到服务端 Network.Enqueue(new C.Walk { Direction = Direction }); // 在服务端没有回复 ACK 的情况下，每 2500ms 只能执行一次 Walking MapControl.NextAction = CMain.Time + 2500; }
服务端 ACK
当服务端接收到 C.Walk 并完成相应处理后，会发送 S.UserLocation 到客户端，客户端在收到该数据包后会将 MapControl.NextAction 置为 0 使得客户端可以立即执行下一个行为:
// GameScene.cs private void UserLocation(S.UserLocation p) { MapControl.NextAction = 0; if (User.CurrentLocation == p.Location && User.Direction == p.Direction) { return; } // ... }
客户端行走动画
对于移动逻辑本身而言，Walking 只是沿着瓦片地图的 X 或者 Y 方向行走步长 Step 个 Cell，但对于客户端渲染而言，行走是一个帧动画，我们需要将行走过程连贯的渲染出来，否则角色的移动就像是在地图上进行瞬移。
在上文本地处理 Walking Action 的过程中，我们已经完成了 CurrentAction 和 Frame 的设置，接下来的逻辑位于 PlayerObject 的 Process 中，在这里我们会根据步长计算出位移，再根据 Frame 将位移分解到每一帧来产生与行走动画同步的位移:
// GameScene.cs public override void Process() { // ... // 每 100ms 处理一次移动的 Frame 刷新，即以 10FPS 执行移动动画 if (CMain.Time >= MoveTime) { MoveTime += 100; //Move Speed CanMove = true; MapControl.AnimationCount++; MapControl.TextureValid = false; } else CanMove = false; // ... } // PlayerObject.cs public override void Process() { // ... ProcessFrames(); // ... // 处理角色位移的插值 } public virtual void ProcessFrames() { // ... // 与上述逻辑对应，来控制移动帧率 if (!GameScene.CanMove) return; // ... // 处理 FrameIndex 更新 if (UpdateFrame(false) >= Frame.Count) { FrameIndex = Frame.Count - 1; SetAction(); } else { if (this == User) { if (FrameIndex == 1 || FrameIndex == 4) PlayStepSound(); } //NextMotion += FrameInterval; } // ... }
在上述代码中，我们首先在 PlayerObject 的 Process 中处理 Frame Update，随后处理角色的位移插值，这部分逻辑位于 Process 调用完 ProcessFrames 之后的部分:
// PlayerObject.cs public override void Process() { // ... ProcessFrames(); // ... switch (CurrentAction) { case MirAction.Walking: case MirAction.Running: // ... // 计算移动步长 var i = 0; if (CurrentAction == MirAction.MountRunning) i = 3; else if (CurrentAction == MirAction.Running) i = (Sprint && !Sneaking ? 3 : 2); else i = 1; if (CurrentAction == MirAction.Jump) i = -JumpDistance; if (CurrentAction == MirAction.DashAttack) i = JumpDistance; // 由目标位置 CurrentLocation, Direction 和步长 i 反算移动前的位置 Movement = Functions.PointMove(CurrentLocation, Direction, CurrentAction == MirAction.Pushed ? 0 : -i); int count = Frame.Count; int index = FrameIndex; if (CurrentAction == MirAction.DashR || CurrentAction == MirAction.DashL) { count = 3; index %= 3; } // 根据 Frame 信息计算当前 FrameIndex 对应的位移 switch (Direction) { case MirDirection.Up: OffSetMove = new Point(0, (int)((MapControl.CellHeight * i / (float)(count)) * (index + 1))); break; case MirDirection.UpRight: OffSetMove = new Point((int)((-MapControl.CellWidth * i / (float)(count)) * (index + 1)), (int)((MapControl.CellHeight * i / (float)(count)) * (index + 1))); break; // ... } // 向上取最接近的偶数 OffSetMove = new Point(OffSetMove.X % 2 + OffSetMove.X, OffSetMove.Y % 2 + OffSetMove.Y); break; default: // 动作完成后，Movement 更新到目标位置 CurrentLocation OffSetMove = Point.Empty; Movement = CurrentLocation; break; } // 绘制角色，注意绘制用户和其他玩家的区别 DrawY = Movement.Y > CurrentLocation.Y ? Movement.Y : CurrentLocation.Y; DrawLocation = new Point((Movement.X - User.Movement.X + MapControl.OffSetX) * MapControl.CellWidth, (Movement.Y - User.Movement.Y + MapControl.OffSetY) * MapControl.CellHeight); DrawLocation.Offset(GlobalDisplayLocationOffset); // 对于其他玩家绘制，如果用户在移动，需要在位置差的基础上叠加移位移插值 if (this != User) { DrawLocation.Offset(User.OffSetMove); DrawLocation.Offset(-OffSetMove.X, -OffSetMove.Y); } if (BodyLibrary != null && update) { FinalDrawLocation = DrawLocation.Add(BodyLibrary.GetOffSet(DrawFrame)); DisplayRectangle = new Rectangle(DrawLocation, BodyLibrary.GetTrueSize(DrawFrame)); } // ... }
上述逻辑比较复杂，其中的核心变量是 Movement 和 OffSetMove，下面我们分别进行解释：
- Movement 在 Walking Action 完成之前将一直保持移动前的位置，即 CurrentLocation 回退到移动前的位置，在 Walking Action 完成后才会被更新为 CurrentLocation；
- OffSetMove 代表角色位移的反向向量，它是通过位移基于 Frame 插值而来的。
这里的 Movement 用于在屏幕上正确的绘制玩家，当 PlayerObject 代表当前玩家时，即 this == User，Movement 与 User.Movement 是相等的，DrawLocation 始终位于屏幕的中心区域，而当 PlayerObject 代表其他玩家时，我们需要计算出其他玩家相对于用户的距离，即通过 Movement - UserMovement，此外别忘了 Movement 只代表移动前的位置，如果用户在移动中，还需要将这个距离叠加上 -OffSetMove 来进行插值。
而 OffSetMove 一方面用于绘制其他玩家，另一方面则用于绘制地图，传奇的地图渲染逻辑是我不动世界在动，即角色移动的本质是地图产生反向位移，让我们再回到地图绘制逻辑来看看 OffSetMove 对地图绘制的影响：
// GameScene.cs { // ... int index; int drawY, drawX; for (int y = User.Movement.Y - ViewRangeY; y <= User.Movement.Y + ViewRangeY; y++) { if (y <= 0 || y % 2 == 1) continue; if (y >= Height) break; drawY = (y - User.Movement.Y + OffSetY) * CellHeight + User.OffSetMove.Y; //Moving OffSet for (int x = User.Movement.X - ViewRangeX; x <= User.Movement.X + ViewRangeX; x++) { if (x <= 0 || x % 2 == 1) continue; if (x >= Width) break; drawX = (x - User.Movement.X + OffSetX) * CellWidth - OffSetX + User.OffSetMove.X; //Moving OffSet if ((M2CellInfo[x, y].BackImage == 0) || (M2CellInfo[x, y].BackIndex == -1)) continue; index = (M2CellInfo[x, y].BackImage & 0x1FFFFFFF) - 1; Libraries.MapLibs[M2CellInfo[x, y].BackIndex].Draw(index, drawX, drawY); } } // ... }
可见当用户移动时，地图会沿着相反的方向移动从而产生用户在地图上移动的视觉效果，当然我们也可以理解为游戏的 Main Camera 与用户绑定，地图在不断地被变换到观察空间。
下一步
到这里我们已经分析清楚了地图对象的行为系统和行为处理流程，接下来我们将深入到对象的攻击、技能等交互逻辑中进行分析。