Unity3D中实现帧同步 （二）：跟踪平均数

概览

在上次实现的帧同步模型中，游戏帧率和通信频率（即帧同步长度）采用固定间隔。然而，实际情况中每个玩家的延迟和性能存在差异。在 update 方法里，我们会跟踪两个关键变量：一是玩家通信的时长，二是游戏的性能时长。

移动平均数

为应对延迟的波动，我们期望在延迟增加时能快速延长帧同步回合的时长，而在低延迟时缩短该时长。若游戏更新节奏可依据延迟测量结果自动调节，而非采用固定值，游戏体验将更为流畅。我们可以通过累加过往所有信息得到“移动平均数”，并以此作为调节的权重。

当一个新值大于当前平均数时，我们将平均数更新为该新值，这样能实现延迟的快速增加。当新值小于当前平均值时，我们会运用以下公式对该值进行权重处理： [newAverage = currentAverage\times(1 - w)+newValue\times w] 其中，(0 < w < 1)。

在我的实现里，我将 (w) 设置为 (0.1)。同时，我会跟踪每个玩家的平均数，并始终采用所有玩家中的最大值。以下是添加新值的方法。

为确保计算结果的确定性，计算过程仅使用整数。因此，公式调整为： [newAverage=\frac{currentAverage\times(10 - w)+newValue\times w}{10}] 其中，(0 < w < 1)，在我的示例中，(w = 1)。

运行时间平均数

每次游戏帧更新的时间由运行时间平均数决定。若游戏帧需要变长，我们需减少每次帧同步回合更新游戏帧的次数；反之，若游戏帧执行速度加快，每次帧同步回合可更新游戏帧的次数则会增加。对于每次帧同步回合，最长的游戏帧时间会被纳入平均数的计算。每次帧同步回合的第一个游戏帧包含处理动作的时间，这里使用 Stopwatch 类来计算流逝的时间。

需要注意的是，我们也使用了 Time.deltaTime。在游戏以固定帧率执行时，使用该方法可能会导致与上一帧时间重叠。但我们必须使用它，因为这能让 Unity 为我们完成的渲染及其他操作具备可测量性。这种重叠是可以接受的，因为只需更大的缓冲区即可。

网络平均数

在该模型中，确定网络平均数的具体指标并非一目了然。我最终选择使用 Stopwatch 计算从玩家发送数据包到确认动作的时间。此帧同步模型发送的动作将在未来两个回合中执行。为结束帧同步回合，我们需要所有玩家都确认该动作。此后，可能会有两个动作等待对方确认。为解决这一问题，我们使用了两个 Stopwatch 实例：一个用于当前动作，另一个用于上一个动作。这一逻辑被封装在 ConfirmActions 类中。当帧同步回合推进时，上一个动作的 Stopwatch 会成为当前动作的 Stopwatch，而旧的“当前动作 Stopwatch”会被复用为新的“上一个动作 Stopwatch”。

每当接收到确认信息时，我们会检查是否已接收所有确认。若已全部接收，则暂停 Stopwatch。

发送平均数

为使一个客户端能向其他客户端发送平均数，Action 接口被修改为一个包含两个字段的抽象类。

每当处理动作时，这些数值会被累加到运行平均数中，随后帧同步回合和游戏帧回合开始更新。