[发明专利]改善在线游戏的预测的方法与系统

说明书

技术领域与背景技术

本发明涉及在线游戏、监控系统、刺激器(刺激物)和其他应用的预测，尤其是涉及用于改善基于预先输入的运动、姿势、程序等的预测的方法与系统，这些预测“透露出”用户的意图，并能被用于在用户实际进行该动作或者完成该动作之前预测用户的动作。

“游戏控制器”是一种与游戏或娱乐系统共同使用的装置，以提供输入到视频游戏，通常用于控制在游戏中的对象或字符。控制器通常是通过线缆或电源线连接到游戏控制台或者电脑，虽然无线控制器也是广泛使用的。已经被分类为游戏控制器的输入设备包括：键盘、鼠标、游戏板、游戏操纵杆等。特殊目的的设备，例如用于驾驶游戏的方向盘和用于射击游戏的光枪，也是游戏控制器。

“视频游戏控制台”是一种交互式娱乐电脑或者产生视频播放信号的定制的电脑系统，它能与显示设备(电视机、监视器等)一起使用以显示视频游戏。

“人机交互设备”(HID)是一种类型的电脑设备，它能直接与人进行交互作用，大多数经常从人获取输入，并可将输出传递到人。

总的来说，游戏包括循环的一系列状态或者“帧”。在每个帧期间，游戏接受用户输入，进行必要的计算(AI、制图等)。当所有处理已被完成时，该游戏将更新游戏状态，并产生一个输出，例如在屏幕上以新的图像的方式输出，和/或将信息包发送到服务器。产生帧的频率通常是指帧的速率。

在在线游戏中，“滞后(lag)”是在游戏者的动作与服务器的反应之间的可察觉的迟延。虽然由于高的通讯潜伏期可导致滞后，也可以是由于在客户端和/或服务器和/或在服务器上的非优化构造和/或任意终端设备的处理能量不足而导致滞后。而且，潜伏期不是恒定的，而是波动的导致称为“跳动(jitter)”的现象。用于处理跳动的大多数普遍使用的解决方案是创建更大的缓存以致该系统具有更多时间来运行平滑算法来使游戏平滑。更大缓存的结果是：具有增加的潜伏期，但至少该潜伏期是恒定的。

对于整个滞后(潜伏期的所有部分和缓存以减缓跳动)的容忍度主要取决于游戏的类型。例如，具有低步调的策略游戏或者回合制游戏可以具有高的阈值，或者甚至通常不受高迟延的影响，而“短促反应(twitch gameplay)”游戏，例如具有显著较高步调的第一人称射击游戏，会要求显著较低的迟延以便能够提供令人满意的游戏反应。

解决方案与滞后补偿

有多种不同方法用于减少或掩盖迟延：

客户端

尽管客户端通常不允许定义主要的游戏状态，而是从服务器接收游戏状态，客户端补偿的主要任务是尽可能精确地表现虚拟世界。尽管更新伴随迟延，甚至是被降低的，有时需要客户端来预测游戏的流向。因为该状态是以离散步骤来更新的，客户端必须能够基于可用的样本来估计运动。

因此，“客户端预测”可被定义为在视频游戏中采用的一种网络程序技术，以便试图掩盖高潜伏期连接的负效应。该技术试图使得游戏者输入感觉更瞬间完成，同时在远程服务器上管理游戏者的动作。两种基础方法能被用于获得这样的效果：外推法和内插法。

外推法是试图估计未来的游戏状态。只要接收到来自服务器的信息包，对象的位置将被更新到新的位置。等候下一次更新时，下一个位置是基于当前位置和更新时的运动来推断的。基本上，客户端可假设：运动的对象将会继续在相同的方向上运动。当接收到新的信息包，该位置可被稍微校正。

内插法基本上是通过对游戏状态进行缓冲，并将游戏状态以微小的、恒定的迟延呈现给游戏者而起作用。当来自服务器的信息包到达时，代替对象位置的立即更新，客户端将会启动插入该位置，从最后已知的位置开始插入。在插入间隙之上，所述将可被呈现为在两个位置之间平滑地移动。理想地，这个间隙可精确地匹配在信息包之间的迟延，但由于损失和可变的迟延，这种情形很少见。两种方法都有优点和缺点。

内插法确保对象将仅在有效位置之间移动，并将会产生具有恒定迟延且没有损失。将会落下或者无序的信息包溢出内插缓存，客户端将不得不将对象冻结在合适的位置直到新的信息包到达，或者回归为外推法。

外推位置的问题是相当明显的：它不可能精确地预测未来。它仅当运动是恒定时，才能够正确地表现运动，但运动并不总是恒定的。游戏者可随机改变速度和方向。这样会导致出现小量的“扭曲(warping)”或“折断(snapping)”，尽管新的更新到达且估计的位置被校正，也会在命中检测中出现问题，尽管游戏者可被提供在他们实际上并不在的合适的位置。