Aspect用例: 全链游戏的链上自动化NPC

Artela中文博客

9 min readJan 17, 2024

我们通过Aspect，给Artela上的全链游戏添加了一个全链NPC！在这个全链游戏世界里，玩家可以把账号注册为一个会自动化的NPC玩家，根据算法自动参与到与其他真实玩家的对战里！

下图展示的这个游戏里，玩家控制209号角色，而24号玩家则是全链NPC，没有off-chain组件控制，在Royale世界里与真实玩家一起对战。

本文我们会介绍下Artela的Aspect如何与全链游戏擦出不一样的火花！会详细介绍Aspect哪些特性适合全链游戏，可以实现什么样的有趣全链功能，以及上面这个游戏是如何通过Aspect完成开发！

Features for fully on-chain game

我们与许多全链游戏开发者做了交流，总结了Asepct一些可以让全链游戏变得更好的特性，这里介绍其中两个最受关注的特性：just-in-time call与高性能wasm计算。

Just-in-time call

JIT（Just-in-time） Call指在Aspect运行过程中，它可以动态发起对evm里智能合约的调用（call），实现在链上transaction执行过程中插入即时交易的效果。

JIT Call使得智能合约拥有在链上自动化执行的能力，使合约可以实时地动态决策是否要执行额外的流程。

原理如下图，transaction会cal智能合约执行，合约执行的前后都有join point会触发Aspect执行。图里展示了有一个Aspect在合约的call执行之后，它动态签署了一笔transaction，这笔transaction会在下一个call执行前立即执行。由于链上没有私钥可以签署transaction，因此JIT Call通过底层的AA Wallet模块发起交易。

在全链游戏中，它使得游戏合约拥有自动化能力，因此游戏合约可以去自动执行系统任务！比如每隔50个区块，游戏世界里的地图、天气、怪物、buff等可以自动刷新；比如当player击杀了boss后，身边的小怪会自动消亡、宝箱会开启；比如NPC玩家会随着player的事件自动进行移动等！

以上这些场景的实现它不需要修改游戏合约，只需要添加Aspect，在游戏合约的执行前后动态判断玩家的操作，游戏其他实体的变动，然后发起JIT Call去操控这些自动化实体！Aspect甚至和AI-agent结合，让玩家不在线时，角色依然可以自动成长。

高性能wasm虚拟机

全链游戏如果设计自主生命，最大的调整就是链上的计算量！比如游戏世界里有一千个玩家，每个玩家在每个区块里面都自动更新成长数据的话，evm中需要执行1000遍玩家成长数据计算，这是不太现实的做法。

在Artela上，Aspect运行wasm虚拟机中，而智能合约运行在evm中，wasm虚拟机的执行效率是evm的1～2个数量级，如果设计得当，充分利用Aspect wasm runtime特性，它可以很好得完成批量计算和更新的操作，使得链上自主世界的生命可以周期性在链上自动更新！

Real Case: support NPC for Royale

想法有了，那我们就来实现它实操一遍吧！

我们与BladeDAO进行了合作，针对Royale这款在线PvP游戏集成Aspect并利用JIT Call，使得Royale里具有自动化的NPC角色与玩家互动。

这个想法来自于我想去玩Royale时，由于时间点不对，苦等不到与我对战的玩家！Royale目前的实现里，需要玩家创建房间，每个房间要等待其他玩家加入后才能开始。而我在线操作了许久还进不去游戏。

于是我的想法是，给Royale添加一批NPC角色，即时没有玩家进入房间，当我点击开始的时候，会有NPC自动进来房间与我对战。这个NPC和我一样都是Royale的player角色，都由wallet控制，角色属性都相同，唯一不同的是它有Aspect管理，而我是由我的EoA控制。

经过改造后，这个JIT Royale游戏出来了！在JIT Royale里，玩家会自动进入一个房间，这个房间里如果没有其他玩家或者其他玩家不移动，则Aspect则会操控它的角色进来与我对战！因此我可以随时随地战斗了！

Aspect Design

我设计了这么一个Aspect，它有两个主要流程

在Aspect上，把wallet注册为由Aspect控制的玩家，Aspect会根据算法自动提这些wallet发起JIT Call。

join point at pre-contract call

每笔调用Royale合约的transaction都会在合约执行前触发Aspect，Aspect判断如果这笔tx调用的是玩家的move方法，那么它将会使用register player发起move调用，控制NPC移动。


  <tx:call move>
  |
  |                        _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 
  |                       |                     | 
  |--pre_contract_call--> |     JIT Aspect      | <-------  <tx:register player>
  |                       |                     | 
  |                        _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 
  |                           |
  v                           |
-----------------             | <tx:call move>
|               |             |
|  Royale       |<-------------
|  contract     |
|               |  
-----------------

Implements

这个Aspect的核心方法如下，这段代码展示了join point的执行逻辑。

它会判断本次contract call的calldata，解析出当前call的method。如果method的值 move(uint8) 的哈希值，那么它就会去获取 sysPlayers ，并去发起move调用 this.doMove(sysPlayers[i], input); 。

preContractCall(input: PreContractCallInput): void {

        let calldata = uint8ArrayToHex(input.call!.data);
        let method = this.parseCallMethod(calldata);

        // if method is 'move(uint8)'
        if (method == "0x70e87aaf") {
            let currentCaller = uint8ArrayToHex(input.call!.from);
            let sysPlayers = this.getSysPlayersList();
            let isSysPlayer = sysPlayers.includes(this.rmPrefix(currentCaller).toLowerCase());

            // if player moves, sys players also move just-in-time
            if (!isSysPlayer) {
                // do jit-call
                for (let i = 0; i < sysPlayers.length; ++i) {
                    this.doMove(sysPlayers[i], input);
                }
            } else {
                // if sys player moves, do nothing in Aspect and pass the join point
                return;
            }
        }
    }

在doMove 这个方法里，会发起JIT Call，它首先会随机选择一个移动方向，然后构造calldata。

使用JitCallBuilder 构建一个JIT Call请求，通过 sys.hostApi.evmCall.jitCall(request) 发起JIT Call，这是个同步请求，它会在这个call结束后才返回，也就是角色在Royale游戏合约移动后返回。


doMove(sysPlayer: string, input: PreContractCallInput): void {
        // init jit call
        let direction = this.getRandomDirection(input);

        let moveCalldata = ethereum.abiEncode('move', [
            ethereum.Number.fromU8(direction, 8)
        ]);

        // Construct a JIT request (similar to the user operation defined in EIP-4337)
        let request = JitCallBuilder.simple(hexToUint8Array(sysPlayer),
            input.call!.to,
            hexToUint8Array(moveCalldata)
        ).build();

        // Submit the JIT call
        let response = sys.hostApi.evmCall.jitCall(request);

        // Verify successful submission of the call
        sys.require(response.success, `Failed to submit the JIT call: ${sysPlayer}, err: ${response.errorMsg}, ret: ${uint8ArrayToString(response.ret)}`);
    }

More than NPC

以上就是一个支持链上NPC的全链游戏从想法，到设计，到实现的全过程。

Aspect不仅能带来自动化、高性能计算，同时它还可以给AW带来可组合性！以上Royale的例子里，加入NPC的过程我们没有修改Royale游戏合约，也就是说对于Royale游戏合约而言，无论是玩家控制的，还是Aspect控制的，都是同一类玩家，Aspect是动态添加上去。

换句话说，autonomous world游戏还可以通过社区治理，一步步地动态添加模块，完善这个世界的玩法、规则，这会是一个可组合的世界！

End

欢迎来体验这个JIT Royale：地址。同时也欢迎对Artela和Aspect编程感兴趣的全链游戏开发者关注与联系我们，一起打造更丰富的autonomous world！