UE网络通信(二) 相关性

序言

前篇文章概括性的介绍了UE4的网络通信。地址如下。

johnyao：UE网络通信(一) 概述

在本篇文章中，对UE4的网络相关性继续进行讨论。

UE4 网络相关性

网络相关性在传统的MMORPG游戏中有另外一个名称AOI（Area Of Intrest）。

一个游戏世界中的Actr数量太多，对于某个连接来说，它如果关注所有的Actor，那么同步带来的计算量就会很大。所以我们引入网络相关性来裁减需要同步的Actor数量。 前章已经提到了判断某个Actor和某个连接是否相关的属性配置，我们可以简单的归为三类。

1. 同步距离
2. 同步范围（AlwaysRelevant，和所有连接相关；OnlyRelevantToOwner, 仅和Owner相关）
3. 同步频率（NetUpdateFrequency：上次同步间隔小于该频率，在该帧不进行同步）

对于UE4默认的相关性算法就是最简单的遍历。对于下图所示的例子。

可以看到，图中有两个人形Actor，他们对应了两个客户端连接。那么如果有N个actor, M个客户端连接，则会带来O(N*M)的计算复杂度。这个复杂度，可以将上面的例子转化为顶视图，用下图来演示。

Replication Graph

Unreal 4.21版本正式发布了Replication Graph。Replication Graph简单的讲是一种空间换时间的做法。它为所有的Actor提前创建好索引。比如同步范围为所有连接的Actor放在AlwaysRelevant索引下，同步范围为OnlyRelevantToOwner，放在以连接为key的Relevant For Connection索引下。

特别的，对于同步距离，Replication Graph提供了一种基于九宫格的相关性裁减算法。

该算法实现思路算法如下

1. 按照预设大小将世界，水平划分成不同的网格
2. 根据Actor同步距离缓存到不同的网格
3. 当客户端连接对应的观察点走到对应网格，则直接将该网格对应的缓存的Actor直接加到连接对应的相关性列表中。

特别的，加入网格的Actor有静态和动态之分。

1. 静态Actor插入和从Replication Graph中删除，是对所有缓存该Actor的网格进行一次性处理。
2. 动态Actor则每帧会计算该Actor覆盖网格的差量值，将新覆盖的网格进行插入，刚取消覆盖的网格进行删除。

使用Replication Graph后，多了一些索引维护的开销，但整体可以将之前O（N*M）的复杂度降低为O(M)。

进一步的优化

利用Replication Graph，理论上我们可以扩展更多的索引节点，并定制AOI算法。

在我经历的项目中，我们将节点扩展为Relevant For Team和Relevent Folllow Owner。

Relevant For Team比较好理解，就是队伍内共享的相关性。 Relevent Folllow Owner就是该Actor的相关性跟随其Owner；当这个Owner和某个连接相关时，则Follow该Owner的Acotr也和该连接相关。

特别的，我们又对游戏内大量存在的道具做了动态的索引调整。

1. 当道具丢弃到游戏世界中，相关性索引使用静态空间网格。
2. 拾取到背包，相关性索引使用Relevant For Connection。
3. 装备外显或者使用，相关性索引使用使用Relevent Folllow Owner。

由于我们引入了这种动态的相关性策略。我们同时引入了策略的缓存，因为在每一帧的tick阶段可能会有多次的相关性调整。但对于这一帧来讲，只有最后一次的才会生效。通过缓存最后一次的操作，我们可以减少单帧内相关性调整次数。 实测下来，这个缓存策略带来的性能优化效果有限，更多的是带来处理逻辑的统一。

当然，如果还想进一步优化，可以根军自己项目的实际情况，替换现有九宫格空间裁减算法。

结语

网络相关性就先介绍到这里。 下一篇准备介绍下属性同步。