干货分享:《欢乐坦克大战》微信小游戏开发总结

前言

《欢乐坦克大战》是一款支持 3V3 实时对战并首批参与上线的微信小游戏中的作品。因为该游戏为微信小游戏中的重度之作,项目开发周期非常短,所以游戏复杂度、开发难度、性能挑战也是挺大的;项目组在一个月内就完成了单机、网络对战玩法的开发。

同时,因为客户端开发团队的核心成员有多年的 Cocos2d-x 引擎开发经验,所以项目组决定使用 Cocos Creator v1.6.1 版本的引擎进行开发。而对于微信小游戏平台采用的 javascript 语言,开发团队基本上是从 0 开始做,边学边做,对自身挑战很大。

架构

网络通信方面项目采用了 WebSocket 协议进行通信,而通信格式是 json。为了迎合 tdr 的 xml 协议,项目组自己开发了 tdr->json 的转换工具。

为了方便策划同学使用 excel 表格进行数据配置,项目组又开发了将 excel 转换成 json 文件的工具,以便供客户端读取配置文件。

地图方面我们没有使用 cocos 引擎自带的 TileMap,而是自己实现了一个类 TileMap 机制。策划同学可以在 excel 中配置地图信息,使用工具将 excil 转换成 json 格式的地图文件供客户端加载。

由于开发进度紧张,需要同时开发单机和 PVP 玩法。所以我们封装了一个命令层(CMD 层)来进行战斗逻辑驱动。比如使用摇杆控制坦克运动,是由表现层发送 CMD 命令给逻辑层进行处理,在单机模式下 CMD 会存储于客户端本地列表,然后由命令管理器 CMDMgr 在 Update 时读取本地命令列表驱动逻辑层进行处理。而在对战模式中,CMD 命令会被发往服务器,由服务器广播给所有玩家,玩家客户端的命令管理器 CMDMgr 在 Update 时驱动逻辑层进行处理。引入命令层(CMD 层)之后,战斗逻辑层是抽象独立的,开发不需要关心当前的玩法模式,可以方便的复用,减少了开发成本。

我们 PVP 实时对战采用的是 c/s 模式的同步架构,客户端做碰撞检测,将碰撞检测结果通知服务器,服务器进行校验并做伤害计算,然后广播给其他玩家。游戏支持断线重连、客户端 crash 重连机制,服务器拥有战斗中的所有状态数据,重连时将所有数据发送给客户端,客户端进行战斗场景还原。

玩家位置同步采用了基于时间戳的位置点同步算法。这个算法原先应用于《全民飞机大战》的双打模式、对抗模式中。《全民飞机大战》中实时对战采用的是 UDP 通信。而在《欢乐坦克大战的》WebSocketTCP 环境下也取得了不错的效果。算法原理如下:

挑战

在开发过程中,我们也遇到了不少挑战,但是我们都一一解决了,具体遇到的问题如下:

1、微信小游戏平台增加了动态执行代码的限制

2、微信小游戏不允许超过 4M

正如标题所示,微信小程序严格要求了大小,为了解决这个问题,我们又想了不少办法。

措施1:引擎定制裁剪去掉不必要的模块减少引擎体积,这块通过设置引擎模块即可。

措施2:图片压缩

使用 png 图片压缩工具 pngquant,可以有效的减小 png 图片的文件大小(通常能压缩 60%-70%)左右。

通过以上 2 个措施,资源仍然会超标,只能采用资源动态下载的方案了。

措施3:资源动态下载

我们在游戏中增加了一个资源更新场景。游戏启动时,场景进行资源更新时游戏业务模块都没有创建,等到游戏场景中再进行业务模块的创建和初始化工作,然后再进行场景切换。具体方案如下:

1. 先下载一个资源更新配置文件,此文件中有待资源下载列表、资源校验 MD5 信息。

2. 根据资源下载列表,将校验 MD5 和本地文件进行对比,如果相同则不下载,如果不同则下载。

3. 下载完毕后,进行 MD5 校验,如果校验不通过则删除本地文件,重新走下载流程。这里的 MD5 校验,不仅可以校验资源下载是否正确;对于防止资源被恶意修改,资源反作弊也有一定作用。

4. 修改 cocos 引擎源码, 在 load-pipeline 中,将资源读取替换成读取本地的下载文件。

由于游戏运营中可能会有 Bug 发生,需要下发客户端补丁。资源更新配置文件可能会被多次修改,而 CDN 更新会有延迟问题,导致部分玩家下载的配置文件可能是较旧的版本。而且有部分中小运营商,为了成本考虑,会缓存旧的文件。以往的项目在发生这种情况时,一般是联系玩家进行定位,发现是运营商问题再反馈给运维同学,由网络部门的同事推动运营商进行修改,效率不高。为了减少这种情况发生的可能性,我们使用了双 CDN 策略。

具体的做法是,对于同名文件增加版本号机制,更新文件时将文件内部存储版本号 +1,并在 2 个不同的 CDN 进行更新。客户端下载时,下载 2 份文件,取版本号大的为准。这样当更新配置文件时,2 个不同 CDN 只要有一个同步到即可,既能减少了 CDN 更新延迟,又降低了运营商缓存问题出现的概率。

3、性能优化

优化

为了解决这些问题,项目组做了以下优化

DrawCall

渲染批次合并和大多游戏项目类似,需要合理的规划图集的使用,将同一个层次的 GameObj 使用的图片资源进行拼图。

可以分为地图背景层、地表、地图物件、坦克、子弹、特效、UI 等拼图,尽量确保同一个层次的游戏对象使用相同的图集,相邻的精灵使用的材质相同。

mask

碰撞检测

Cocos Creator 自带的碰撞系统效率不高,没有做空间划分,不适合大量单位的碰撞检测。并且每帧都需要更新碰撞体的碰撞盒。我们游戏地图中存在大量的静态物件(如地图中的砖块、主基地、钢板等),而玩家在场景中移动时,是通过移动摄像机达到地图视野的变化,所以大量的地图静态物件的世界坐标是不变的,他们的碰撞盒只需要计算一次即可。

为了解决这个问题,我们给 cocos 的 node 增加了一个属性 static,static 节点的计算结果可以缓存起来,避免重复计算。

对象池

游戏中的坦克、子弹、砖块等采用对象池,进入战斗场景时有足够数量的预加载,战斗过程中进行复用,避免实时的对象创建与销毁。

避免场景、节点更新

分析 Cocos Creator 的源码发现,当有节点发生 active,会触发递归遍历场景,开销较大。

为了避免这类开销,游戏中的物体死亡时,不会将其从场景中移除或禁用,而是设置死亡状态,通过移动坐标到很远的地方,代码中不执行相应的逻辑处理。尽量保持帧率平稳,避免性能曲线的毛刺

裁剪

当物体不在主角视野范围内并且不是持久播放的特效和声音可以进行裁剪不播放。

机型适配

对于美术资源进行了高、中、低 3 档分级,由策划在资源表格中配置不同分级下的资源名称。游戏过程中,根据机型和实际性能表现,选择一种档次进行表现。

图中横坐标是时间(单位秒),纵坐标是 FPS,可以看出 FPS 有了明显提升。通过一系列的优化措施,最终保证了低端机 iphone5S 基本能满足游戏需要。

以上就是《欢乐坦克大战》微信小游戏开发总结,有兴趣的小伙伴可以一起来交流哦~

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