Unityでオンラインゲーム作った話
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UnityとPhoton Cloudを組み合わせてゲームを作った話 https://peatix.com/event/323261
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Unityでオンラインゲーム作った話
- 2. 誰？ • とりすーぷ ( @toRisouP ) – Webエンジニア（プログラマ） – Unity、C#、Scala、Ruby、Python、PHPとかその辺触ってる • 最近はScalaが一番お気に入り • いろいろやってる – 同人ゲーム制作 – VR開発 – Qiita書く – 技術書執筆
- 4. ハクレイフリーマーケット • Windows向けの東方2次創作ゲーム • 最大6人までネットワーク対戦可能なパーティアクションゲーム • ロビー機能あり、CPUあり
- 5. ウリ • 物理演算をメインに使ったパーティゲーム – とりあえず物理演算をガバらせておけば面白くなるという発想 • ガバガバ物理演算は偉大 – 大量の物理演算オブジェクトを同期しながら通信対戦できる • 今思うと狂気の沙汰
- 6. 使ってるもの • 使っているフレームワークとか – Unity 2017.2 – Photon Cloud – NCMB – ADX2 LE – Effekseer • 使ってるライブラリ – UniRx – Zenject – PhotonRx
- 7. 本題
- 9. PhotonCloudの仕様 • クライアントで状態を管理する – サーバサイドに状態はもたせられない – サーバサイドにロジックはおけない – 誰か1人がマスタークライアントになる – クライアントサイドで全ての問題を解決しないといけない！
- 10. 発生した問題 • 動きがカクカクする • 通信の待ち時間でテンポが悪くなる • 帯域、メッセージ数がオーバーする
- 11. 発生した問題 • 動きがカクカクする • 通信の待ち時間でテンポが悪くなる • 帯域、メッセージ数がオーバーする
- 12. オブジェクトの管理ルール • オブジェクトには親の概念がある – 同期オブジェクトにはPhotonViewコンポーネントがついている – PhotonView.IsMine = true だと自分が管理（送信モード） – PhotonView. IsMine = false だと通信相手が管理（受信モード） 親 (IsMine=true) 子 (IsMine=false) 子 (IsMine=false) 子 (IsMine=false)
- 13. 図解 • 自分の世界 – IsMine = true • 相手の世界 – IsMine = false 同期されている2つのオブジェクトがある
- 14. 図解 • 自分の世界 • 相手の世界 自分のオブジェクトが移動すると… アニメーション
- 15. 図解 • 自分の世界 • 相手の世界 移動後の座標を送信して 相手側の座標を書き換える
- 16. 図解 • 自分の世界 • 相手の世界 相手の世界の座標を上書きして同期
- 17. 図解 • 自分の世界 • 相手の世界 自分の世界ではキレイにアニメーションして移動したが、 相手の世界には結果しか送ってないので突然ワープしたように見える → 動きがカクカクする
- 19. 解決策いろいろ • 同期頻度を単純に増やす方法 – これができたら苦労しない • キー入力を送ってしまう方法 – 入力から一意に結果が決まるゲームシステムならかなり有効 • がんばってごまかす方法 – 補間・補外・エフェクト・アニメーションでごまかす • そもそも同期しない方法 – ローカルで演算可能ならそっちを優先して使う
- 20. 解決策いろいろ • 同期頻度を単純に増やす方法 – これができたら苦労しない • キー入力を送ってしまう方法 – 入力から一意に結果が決まるゲームシステムならかなり有効 • がんばってごまかす方法 – 補間・補外・エフェクト・アニメーションでごまかす • そもそも同期しない方法 – ローカルで演算可能ならそっちを優先して使う 採用した方法 (というかこれしかできない)
- 21. がんばってごまかす • 補間処理でなんとかんする – Vector3.Lerp と Quaternion.Lerp を使う • 補間の割合を調整して違和感が少ないパラメータを見つける – 補間を強くする → 滑らかだが動きが鈍くなる – 補間を弱くする → 機敏だがカクカクが目立つ
- 23. プレイヤの動向を観察してわかったこと • 「プレイヤは自キャラの周辺しかみてない」 – 正確には「自分の行動に対する周辺のリアクション」しか見てない • 自分が触ったオブジェクト • 自分が持ち上げたオブジェクト • 自分が投げたオブジェクトの挙動 – 少なくともここさえ滑らかに動いていれば、 他がカクカクしててもあまり気にならない
- 24. やったこと • 自キャラが触れたオブジェクトの親権を奪う – 座標を受け取る側から送る側にしてしまう – 自キャラが触れた瞬間にIsMineをtrueに書き換えてしまう • （実際はIsMineに似た別のフラグ用意してそっちを書き換えているけどね）
- 25. 効果 • かなり効いた – 少なくとも自分の周辺だけはラグがなく動いてくれる • 実装は複雑化してしまった – メンテナンス困難な実装になっている – 親権のスイッチングコストも結構かかる
- 26. 発生した問題 • 動きがカクカクする • 通信の待ち時間でテンポが悪くなる • 帯域、メッセージ数がオーバーする
- 27. テンポが悪くなる • 入力に対してプレイヤが機敏に反応してくれない – 原因は行動時に「通信」が発生するから • 特にこのゲームだと「アイテムを拾う」時に発生する – アイテムを拾えるかどうか？の判定に通信が発生するため
- 28. 解決策 • 通信時間をアニメーションでごまかす – アイテムを拾う時に、 「構える」→「持ち上げる」の2段階のアニメーションを再生する – 構えモーションの間に通信を終わらせてしまう
- 30. 発生した問題 • 動きがカクカクする • 通信の待ち時間でテンポが悪くなる • 帯域、メッセージ数がオーバーする
- 31. 帯域とメッセージ数 • 帯域 – 秒間に通信するデータ量 – 小さければ小さいほうが当然良い – PhotonCloud的には通信したデータの総量の方が大事 • メッセージ数 – 座標等の同期、RPCの実行命令などの送受信回数
- 32. 制約 • 通信量 – 1ユーザあたり3GB/月まで – オーバーすると追加料金 • メッセージ数 – 1部屋につき500メッセージ/秒 – オーバーしても今のところはペナルティなし
- 33. メッセージ数の制約がヤバイ • 部屋に参加している人数倍して計算される – 6人部屋で1メッセージ送信すると、 送信１＋受信５＝６メッセージ消費してしまう – ６人部屋だと約83メッセージ/秒しか送れない • 60FPSだと1フレームあたり1～2メッセージしか送れない
- 35. 対策をうつ必要がある
- 36. 対策前の状態 • データ通信量 – 1試合あたりの総量6MB/人 • メッセージ数 – 2000メッセージ/s/room – 規定値の4倍もいってた
- 37. 取った対策一覧 • 次の位置が確実に予測可能なものは同期しない • 動いていないオブジェクトは同期しない • オンライン対戦時にはゲームのフレームレートを30に落とす • オブジェクトをシャーディングしてグループ単位でまとめて同期する
- 38. 取った対策一覧 • 次の位置が確実に予測可能なものは同期しない • 動いていないオブジェクトは同期しない • オンライン対戦時にはゲームのフレームレートを30に落とす • オブジェクトをシャーディングしてグループ単位でまとめて同期する
- 39. フレームレートを落とす • オンライン時のみ30FPSに落とす – メッセージ送信回数を60FPS時の半分以下にできる – 補間処理でごまかしやすくなる – 低スペックPCと挙動を揃えることが出来る – 割とメリットが大きかったので採用
- 41. グループ単位で分割するメリット • バラバラに送るよりメッセージ数を削減できる – 1メッセージ内に複数の座標データをまとめて送信できる • 挙動のチューニングができる – 「グループにわける数」 と 「何フレームごとに送信するか」の 組み合わせでカクカク度合いとメッセージ数のバランスを調整できる • 一斉に同期する時の違和感が消せる – 全オブジェクトが同じタイミングで動くと違和感が出る – バラバラに動いている感を出してごまかせる
- 43. チューニング結果 • 帯域 – 対策前 1試合あたり6MB → 1試合あたり2MB 60FPS,グループ化なし,毎フレーム送信 30FPS,3グループ分割,2フレームごとに送信
- 44. チューニング結果 • メッセージ数 – 1000～1900/s → 450～600/s
- 46. まとめ
- 47. まとめ • オンラインゲーム制作はとにかく手間がかかる – 工数がオフラインゲーム開発の5～10倍になる（体感） – 技術的に実装困難なため諦めた仕様もいくつかある – 不具合発生時の原因調査にエスパー能力が必要 • まじめに作るとつらいところはできるだけ誤魔化す – プレイヤが不快に感じさえしなければよい – ガバ物理はむしろラグった方が面白いから助かった