揮別 PUN，擁抱 Fusion — (1) 多人遊戲開發Z世代

Photon Fusion 2, 作為 Unity 遊戲開發者的新一代網路開發套件, 標誌著多人遊戲開發進入了一個全新的時代。相較於十年之前的 PUN2 技術, 新的 Fusion 2 在架構、API 設計及性能優化上都達到了前所未有的高度。

從 PUN2 遷移到 Photon Fusion 2 是一次技術躍進, 雖然過程中會遇到挑戰, 但藉由 Fusion 2 提供的強大功能, 開發者將能夠打造更為流暢、穩定且吸引人的多人遊戲體驗。

Fusion2 的優點

Fusion2 在多個層面上超越了 PUN2，其關鍵改進包括：

• 更高的玩家容量：Fusion2 支援更大的玩家群體，確保更穩定的多人遊戲體驗。一局遊戲可以多達 200 人以上呢 !!
• 精確的動作複製：提供更為細緻的同步機制，使玩家動作在各客戶端之間更加一致。
• 強化的權限管理：引入靈活且強大的權限系統，讓遊戲邏輯的控制更為細膩。
• 預測性網路模型：透過預測與回滾技術，即使在網路條件不佳的情況下也能保持遊戲流暢度。

核心概念比較

Fusion2 在網路架構上帶來了顯著的改變：

• 權限模型：由 PUN2 的 MasterClient (虛擬 Host)架構轉變為 Fusion2 的共享模式 Shared Mode , 以及真實的 Host/ Server Mode 架構。
• NetworkRunner：作為管理網路會話(Session) 和遊戲邏輯的核心概念。
• NetworkObject 和 NetworkBehaviour：取代了 PUN2 中較為難用😫的 PhotonView。

注意: Fusion 2 的 Session 相當於 PUN2 的 Room, 但不完全同等.

開發者轉換的理由

選擇轉換至 Fusion2 的理由如下：

• 增強的效能與可擴展性：對於需要處理大量玩家或要求精確同步的遊戲而言，Fusion2 的效能與擴展性尤為突出。
• 現代化的網路架構：能更有效地應對當今多人遊戲的挑戰。
• 豐富的功能與控制：有助於打造更複雜且高品質的多人遊戲體驗。

準備工作

開始轉換之前，請確保以下工具和資源齊全：

• Unity 遊戲引擎：確認版本與 Fusion2 相容。
• Fusion 2 SDK：Unity Asset Store 及 Photon官網都可以取得最新版本。
• PUN2 專案源代碼：作為轉換的基礎。

有兩種途徑可以將 Fusion 2 SDK 整合至您的 Unity 專案中：

1. 透過 Unity Package Manager 安裝：在 Unity 的 Package Manager 中搜尋 “Fusion”，並選擇安裝最新版本。
2. 從 Photon 官網下載 SDK：訪問 Photon 的官方網站下載 Fusion 2 SDK，隨後將其導入至您的 Unity 專案中。

設置 Fusion 應用, 在正式開始開發前, 您需要在 Photon Engine Dashboard 中建立一個新的 Fusion 應用：

1. 登錄 Photon Dashboard, 選擇 “Create New App” 選項以創建一個新的 Fusion 應用。
2. 設定應用名稱與相關細節後, 系統將生成一個專屬的 App ID。

接下來, 您需在 Unity 環境中完成以下設定：

1. 開啟 Fusion Hub：在 Unity 編輯器中, 從頂部菜單選擇 “Fusion > Fusion Hub” 選項, 這將打開 Fusion Hub 的設定面板。
2. 輸入 App ID：將先前在 Photon Dashboard 中生成的 App ID 貼入 Fusion Hub 設定面板的 “App Id Fusion” 欄位中。

完成上述步驟後, 您的 Unity 專案已經成功整合了 Photon Fusion 2 SDK, 接下來即可開始利用 Fusion 2 的 Shared Mode 進行多人遊戲的開發工作。

程式 API 轉換方式

以下是最重要的類別和方法的對照：

• PhotonNetwork → SimulationBehaviour.Runner 和 SimulationBehaviour.Object
• MonoBehaviourPunCallbacks → SimulationBehaviour 和 NetworkBehaviour
• PhotonNetwork.Instantiate() → Runner.Spawn()
• PhotonView → NetworkObject
• [PunRPC] → [Rpc]

範例：將 PUN2 的網路物件轉換為 Fusion2：

PUN2 網路物件:

public class PlayerController : MonoBehaviourPunCallbacks
{
    private void Start()
    {
        if (photonView.IsMine)
        {
            // 本地玩家邏輯
        }
    }
}

Fusion2 網路物件:

public class PlayerController : NetworkBehaviour
{
    public override void Spawned()
    {
        if (Object.HasStateAuthority)
        {
            // 本地玩家邏輯
        }
    }
}

網路物件同步

在 Fusion2 中，NetworkObject 和 NetworkBehaviour 為網路實體的核心組件。範例如下：

public class PlayerStats : NetworkBehaviour
{
    [Networked] public int Health { get; set; }
    [Networked] public float Speed { get; set; }

    public override void FixedUpdateNetwork()
    {
        if (Object.HasStateAuthority)
        {
            // 更新玩家狀態
            Health = Mathf.Clamp(Health, 0, 100);
            Speed = Mathf.Clamp(Speed, 0, 10);
        }
    }
}

輸入處理

Fusion2 的輸入系統以 NetworkInput 來處理玩家輸入，有別於 PUN2 不穩定的直接處理方式：

public struct MyInputData : INetworkInput
{
    public Vector2 MovementInput;
    public NetworkBool JumpButton;
}

public class PlayerController : NetworkBehaviour
{
    public override void FixedUpdateNetwork()
    {
        if (GetInput(out MyInputData input))
        {
            // 處理輸入
            Move(input.MovementInput);
            if (input.JumpButton)
                Jump();
        }
    }
}

Player 識別與引用的轉換技巧

在多人遊戲開發中，識別玩家和引用是非常重要的。 PUN2 和 Fusion 2 皆提供了各自的方法來處理這一核心需求。

PUN2 的 Actor Number, 在 PUN2 中，每個玩家都被分配了一個唯一的 ActorNumber，該數字隨著新玩家的加入而遞增。以下是如何在 PUN2 中取得和使用 ActorNumber：

// PUN2 中獲取當前玩家的 ActorNumber
int myActorNumber = PhotonNetwork.LocalPlayer.ActorNumber;

// 獲取所有玩家的 ActorNumber
Player[] allPlayers = PhotonNetwork.PlayerList;
foreach (Player player in allPlayers)
{
    Debug.Log($"Player ActorNumber: {player.ActorNumber}");
}

Fusion 2 的 PlayerRef

Fusion 2 使用 PlayerRef 來識別玩家。與 PUN2 的 ActorNumber 相比，PlayerRef 是一個結構體，包含一個從 0 到 MaxPlayers - 1 的索引。
值得注意的是，在 Host Mode 架構的遊戲中， Host 是為 MaxPlayers - 1 作為 PlayerRef 值。

以下是 Fusion 2 中使用 PlayerRef 的示例：

using Fusion;
using UnityEngine;

public class PlayerManager : NetworkBehaviour
{
    public override void Spawned()
    {
        // 取得當前玩家的 PlayerRef
        PlayerRef myPlayerRef = Object.InputAuthority;
        Debug.Log($"My PlayerRef: {myPlayerRef}");

        // 檢查是否是本地玩家
        if (Object.HasInputAuthority)
        {
            Debug.Log("This is the local player");
        }

        // 取出所有玩家的 PlayerRef
        for (int i = 0; i < Runner.ActivePlayers.Count; i++)
        {
            PlayerRef playerRef = Runner.ActivePlayers[i];
            Debug.Log($"Player {i} PlayerRef: {playerRef}");
        }
    }

    // 示例: 根據 PlayerRef 執行操作
    public void DoSomethingForPlayer(PlayerRef playerRef)
    {
        if (Runner.TryGetPlayerObject(playerRef, out NetworkObject playerObject))
        {
            // 對該玩家的 NetworkObject 執行操作
            Debug.Log($"Doing something for player {playerRef}");
        }
    }
}

在這個 Fusion2 的例子中:

1. 使用 Object.InputAuthority 來取出當前玩家的 PlayerRef。
2. 可以使用 Object.HasInputAuthority 來檢查是否是本地玩家。
3. 可以遍歷 Runner.ActivePlayers 來取出所有活躍玩家的 PlayerRef。
4. 使用 Runner.TryGetPlayerObject 來根據 PlayerRef 取得對應的 NetworkObject。

轉換注意事項

轉換過程中，應留意以下幾點差異：

1. 範圍差異：PUN2 的 ActorNumber 從 1 開始，而 Fusion 2 的 PlayerRef 從 0 開始。
2. 主機處理：Fusion 2 中，主機 Host 的 PlayerRef 總是最後一個值 (MaxPlayers - 1)。
3. 穩定性：Fusion 2 的 PlayerRef 在整個遊戲會話(Game Session)期間保持不變，而 PUN2 的 ActorNumber 可能會因玩家的離開和加入而改變。
4. 使用方法：Fusion 2 中，通常使用 PlayerRef 來引用玩家，而非直接使用數字索引, 可以避免很多的誤寫及錯誤。

PUN2 至 Fusion 2 的轉換示例

假設在 PUN2 中，你有以下用於向特定玩家發送消息的 Code：

// PUN2
void SendMessageToPlayer(int actorNumber, string message)
{
    Player targetPlayer = PhotonNetwork.CurrentRoom.GetPlayer(actorNumber);
    if (targetPlayer != null)
    {
        // 發送消息給特定玩家
    }
}

轉換至 Fusion 2 的實現如下：

// Fusion2
public void SendMessageToPlayer(PlayerRef playerRef, string message)
{
    if (Runner.TryGetPlayerObject(playerRef, out NetworkObject playerObject))
    {
        // 獲取玩家的自定義組件
        PlayerComponent playerComponent = playerObject.GetComponent<PlayerComponent>();
        if (playerComponent != null)
        {
            // 使用 RPC 或其他方法發送消息給特定玩家
            playerComponent.RPC_ReceiveMessage(message);
        }
    }
}

// 在玩家的自定義組件中
public class PlayerComponent : NetworkBehaviour
{
    [Rpc(RpcSources.StateAuthority, RpcTargets.InputAuthority)]
    public void RPC_ReceiveMessage(string message)
    {
        Debug.Log($"Received message: {message}");
    }
}

透過這種方式，你可以將 PUN2 中基於 ActorNumber 的邏輯順利轉換為 Fusion 2 中基於 PlayerRef 的系統，同時利用 Fusion 2 更為強大和靈活的網絡架構，保持玩家識別與引用的功能。記住, 在 Fusion2 中, 通常會通過 NetworkObject 和 NetworkBehaviour 來處理玩家相關的邏輯。

網路事件和 RPC

Fusion2 的 RPC 系統更為靈活高效，提供多種 RPC 模式，比如 RpcSources.StateAuthority、RpcSources.InputAuthority 等：

PUN2:

[PunRPC]
void Fire(Vector3 direction)
{
    // 發射邏輯
}

// 呼叫RPC
photonView.RPC("Fire", RpcTarget.All, transform.forward);

Fusion2:

[Rpc(RpcSources.StateAuthority, RpcTargets.All)]
public void RPC_Fire(Vector3 direction)
{
    // 發射邏輯
}

// 呼叫RPC
RPC_Fire(transform.forward);

房間和配對

Fusion2 的會話 Session 管理是透過 NetworkRunner, 類似 PUN2 中的 Room

public async void JoinOrCreateSession()
{
    var runner = gameObject.AddComponent<NetworkRunner>();
    await runner.StartGame(new StartGameArgs()
    {
        GameMode = GameMode.AutoHostOrClient,
        SessionName = "MyGame",
        Scene = SceneManager.GetActiveScene().buildIndex,
        SceneManager = gameObject.AddComponent<NetworkSceneManagerDefault>()
    });
}

離線模式/單人遊戲

在遊戲開發過程中，離線模式是不可或缺的一部分，尤其在原型設計、功能測試以及UI驗證階段。 Photon PUN2 和 Fusion 2 都提供了各自的離線模式實現，讓開發者能在無需網路連接的情況下進行遊戲測試。以下是轉換過程中的一些關鍵步驟。

在 PUN2 中，離線模式的啟動十分簡易，只需設定 PhotonNetwork.OfflineMode 屬性即可。以下是啟用離線模式的 API：

// PUN2 離線模式
public void StartOfflineMode()
{
    PhotonNetwork.OfflineMode = true;
    Debug.Log("Client is in offline mode.");
}

Fusion 2 以不同的方式實現離線模式。在 Fusion 2 中，我們使用 GameMode.Single 配合 NetworkRunner.StartGame() 方法來模擬離線環境。以下是一個示範片段，展示如何在 Fusion 2 中實現離線模式：

using Fusion;
using UnityEngine;

public class OfflineModeManager : MonoBehaviour
{
    private NetworkRunner _runner;

    public async void StartOfflineMode()
    {
        // 確保場景中有一個 NetworkRunner
        if (_runner == null)
            _runner = gameObject.AddComponent<NetworkRunner>();

        // 啟動離線模式遊戲
        var startGameResult = await _runner.StartGame(new StartGameArgs()
        {
            GameMode = GameMode.Single,
            Scene = SceneManager.GetActiveScene().buildIndex,
            SceneManager = gameObject.AddComponent<NetworkSceneManagerDefault>()
        });

        if (startGameResult.Ok)
        {
            Debug.Log("Offline mode started successfully.");
        }
        else
        {
            Debug.LogError($"Failed to start offline mode: {startGameResult.ShutdownReason}");
        }
    }
}

在上述 Fusion2 的示例中：

1. NetworkRunner 組件：首先，我們確保場景中存在一個 NetworkRunner 組件，該組件是 Fusion 2 中管理網絡會話的核心。
2. StartGame 方法：接著，調用 StartGame 方法並設定 GameMode 為 GameMode.Single，以實現離線模式。
3. 場景設定：我們指定當前場景的索引和場景管理器，這對於 Fusion 2 的正常運作是必要的。
4. 異步處理：由於 StartGame 方法是非同步的，我們使用 async/await 語法來確保正確處理異步操作。
5. 結果檢查：最後，檢查啟動結果，並根據結果輸出相應的日誌信息。

測試與集成

為了在遊戲中使用這個功能，你可以在適當的位置調用 StartOfflineMode 方法。例如，在 Game MainMenu 的 Button 事件中，可以這樣做：

public class MainMenu : MonoBehaviour
{
    public OfflineModeManager offlineModeManager;

    public void OnOfflineModeButtonClick()
    {
        offlineModeManager.StartOfflineMode();
    }
}

儘管離線模式/單人模式在某些情況很有用，但若是想測試網路環境的話，Fusion 2 有特別提供的網路模擬器，能幫助你模擬各種網路條件，為遊戲的全面測試提供良好的支援。透過這些工具，你將能確保遊戲在各種網路環境下均能穩定運行，從而提供給玩家最佳的遊戲體驗。

Fusion 的缺點與誤解

儘管 Photon Fusion 2 在初登場時面臨若干疑慮與挑戰，然而，這些疑慮絕非不可克服。以下將深入解析Fusion 2 所遭遇的誤解及其潛在缺點，同時揭示如何透過正確的理解與適當的應用策略，轉化疑慮為實力。

資源較少的誤解

• 官方資源豐富：Photon官方不吝於分享，提供詳盡的文檔、教學影片以及範例專案，確保開發者能迅速上手。
• 活躍的社區互動：Fusion社群正以驚人的速度成長，無論是在 Discord或論壇 Facebook 上，都能見到熱烈的討論與交流。相比PUN，Fusion或許在網路上的舊資源數量上有些不足，但以目前現有的資源來言說, 已非常足夠應付多數的開發需求。

學習曲線的挑戰

• 新概念的引入：Fusion的學習曲線確實較為陡峭，這歸咎於其獨特的架構與新穎的概念。特別是Host/Server模式，要求開發者深入理解網絡權威與狀態同步的機制，然而，這種深度的學習將長期而言降低維護成本。
• Shared模式的平衡：Shared Mode 與 PUN2 較為相近，讓開發者得以快速入門，雖在處理複雜情境時，仍需額外的技巧與思維。但一般而言，開發者只需投入數週的時間，即可瞭解 Fusion 的運用，而遠非一兩年那般遙不可及。

新技術的擔憂

• 穩健的基礎：儘管Fusion2 作為新興技術，其背後卻倚靠著Photon累積多年的網路廿多年的開發經驗，提供堅實的底蘊。
• 持續的進步：Photon 團隊承諾定期更新與技術支援，確保Fusion的穩定性與效能，不斷修正可能出現的問題。事實上，已有眾多大型專案採用Fusion，無不彰顯其成熟度與可靠性。

學習成本的考量

• 長期投資的回報：Fusion雖需額外的學習時間，特別是對習慣PUN2的開發者而言，但這項投資往往能在未來發揮效用，歸功於 Fusion2所提供的強大且靈活的功能。
• 短時間內的精通：大多數開發者在幾週內即可掌握 Fusion2 的核心概念與操作技巧，實現效率與創新的雙贏。

定價策略的優勢

• 免費版的吸引力：Fusion2 提供免費版本，支援最高 100個 同時在線用戶(CCU)，不僅是開發專用，可為小型專案或初學者提供友善的起點。
• 靈活的定價結構：相較於PUN2，Fusion2 的定價模式更加彈性，能夠滿足特定專案的獨特需求，尤其在高級功能與性能方面，Fusion2 往往展現出更高的成本效益。

Fusion2 提供免費的 100 CCU，可直接上架用，還不趕快用起來 ?!

縱使 Fusion 在學習曲線與初期資源數量上存在挑戰，然而，這些難題隨時間演進及社區擴張，將逐漸消弭。對於追求高效能與靈活網絡解決方案的開發者而言，Fusion仍舊是個極具吸引力的選項，其潛力無可限量。

小結

🎯 在從 PUN2 遷移到 Fusion 2的過程中，採取穩健的策略非常重要。建議不妨從規模較小的專案起步，不僅可以逐步瞭解 Fusion 2 的各項特色，還能有效避免大型專案初期可能遭遇的風險與挑戰。

成功完成小型專案的轉換後，信心實力一定倍增，進而可以挑戰更複雜的專案喔 !!

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