[发明专利]CS架构下的物理计算网络同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CS架构下的网络同步技术，特别涉及在有物理计算情况下的网络同步。

背景技术

物理引擎是由计算机模拟牛顿力学模型的一套完整API。它使用物体的质量、速度、受力情况等信息，来计算一定时间里物体的运动状态。在多个物体的场景中，利用碰撞检测判断物体之间是否有接触，从而对受力物体施加力冲击，以模拟真实情况下的物理碰撞。

CS架构表示客户端与服务端架构，可以将服务部署于用户PC(客户端)和大型服务器(服务端)，客户端可以向服务端发送数据和请求，由服务端处理后再返还给客户端。一般的CS架构下的一个服务仅涉及一个客户端，不同的客户端之间相互独立，不存在网络同步问题。而在另一些领域，客户端之间需要通过服务端进行交互，并且需要保证时间一致性，例如网络游戏、网络会议等，那么客户端之间就需要进行同步。

目前，CS架构下的网络同步在网络游戏领域应用十分广泛，客户端主要发送一些用户的操作数据，由服务端进行计算得到状态数据，然后转发给这个服务涉及的所有客户端，服务的同步范围因应用的不同而有差异。通常情况下，服务端计算的状态数据计算量很小。

随着物理引擎在单机游戏领域的使用越来越广泛，我们逐渐体会到物理引擎给玩家带来的震撼和真实的体验。物理引擎也开始在网络游戏中开始了应用。对于现有的CS架构，服务器端无法承受如此大量的计算任务。

1.物理计算属于实时计算，需要消耗大量处理器的计算能力。

2.物理引擎中的非刚体计算，涉及的数据量很大，不适合通过网络传输同步。

3.物理计算的初始状态会对后续计算产生累积的蝴蝶效应，对用户的交互有影响，同步要求很高。

因此，本文中涉及的技术，需要就以上几点进行改进，在有物理计算的情况下，解决CS架构下的一些同步问题。

发明内容

物理计算的特点是实时性较高、非刚体计算涉及数据量很大、初始条件的设置对后续计算结果影响很大。针对前两点，物理计算需要放在客户端进行。对于第三点，需要有精确的同步性。

为了兼顾计算的效率和同步的精确，对CS架构下含有物理计算的交互服务，针对物理计算相关部分和客户端服务端之间的通信流程做改进。

服务端不进行物理计算，仅负责接受客户端数据，并同步到其它客户端。客户端对用户控制的物体进行物理计算，将其状态发送给服务端。

本发明是在客户端和服务端具备双向通讯机制，在客户端进行物理计算，并发送数据；服务端只接收数据，并据此发送同步信号，不进行物理计算；客户端和服务端双向通讯实施同步的步骤，其中对于受控物体是：

(1)客户端接受客户受控物体操作；

(2)对受控物体进行物理量计算；

(3)更新场景中所有物体物理信息；

(4)向服务端发送受控物体状态数据；

(5)服务端接收客户端发送的受控物体状态的数据；

(6)服务端更新镜像物体状态数据；

(7)服务端向客户端发送镜像物体状态数据；

(8)客户端接收服务端的同步信息；

(9)选择更新；

(10)结束；

其中对于非受控物体，同步策略为“碰撞交换控制权”，即由客户端的受控物体撞击非受控物体获得物体的数据“发送权”，其步骤是：

(1)对非控受物体进行物理量计算；

(2)检测碰撞；

(3)如有碰撞，检测碰撞类型；如无碰撞，直接更新“发送权”；

(4)如有碰撞，碰撞类型是一般物体，则向服务端发送碰撞信息；如碰撞是其他客户端受控物体，则直接更新发送权；

(5)检测有、无“发送权”，如无，直接更新发送权；如有，则向服务端发送物体的物理信息；

(6)服务端接收碰撞信息；

(7)更新用户“发送权”；

(8)服务端接收客户端物体的物理信息；

(9)检测“发送权”一致否？

(10)如不一致，则向客户端发送更新的“发送权”；

(11)如一致，则更新物体物理信息后，再向客户端发送更新的“发送权”；

(12)结束。

本发明的优点是，服务端节省了大量物体物理量计算，加快了实时控制的速度。

附图说明

图1客户端与服务端同步示意图；

图2客户端与服务端交换通信流程图；

图3非受控物体“发送权”更新策略流程图。

具体实施方式