揮別 PUN，擁抱 Fusion— (2) 多人遊戲開發者的新寵

對於正計劃從 PUN2 遷移到 Fusion 2 Shared Mode 的開發者們, 下列內容將詳細解析 Fusion 2 的核心特性、內建超好用的工具組件 Simple KCC、精準多功能又省頻寬的計時器 TickTimer、與 PUN2 的主要區別與性能對比, 以及轉換過程中可能遭遇的挑戰, 力求幫助各位開發者順利完成技術過渡。

從 PUN2 轉換至 Fusion 2 (Shared Mode)的方式

在說明 Fusion 2 的共享模式（Shared Mode）及其與 PUN2 的相似之處前，我們需理解共享模式的核心概念。

此模式下，Fusion 2 引入了分散式的權限管理，讓各客戶端能夠獨立控制場景中的特定遊戲物件。此一設計靈感源自 PUN2 的權限模型，其中每個網路物件皆可由不同客戶端擁有與操控，實現了類似的權限分配機制。

相似之處與遷移便利性

• 權限管理：共享模式下的分散式權限，類似 PUN2 的權限模型，使每個網路物件可由不同客戶端擁有及控制。
• 場景物件管理：如同 PUN2，共享模式自動將場景中的網路物件控制權交予最先進入房間的玩家，簡化了初始場景設定與物件管理。
• 動態權限轉移：支持在程式運作時改變物件控制權，增進遊戲靈活性。
• 網路模型相似性：共享模式在多方面模仿了 PUN2 的網路模型，降低了從 PUN2 遷移至 Fusion 2 的門檻。

從 PUN2 至 Fusion 2 共享模式的轉移

• 房間與配對：PUN2 的房間(Room)概念直接對應至 Fusion 2 的會話（Session），而配對過程也類似，僅需調整 API 使用方式。
• 物件實例化與銷毀：PUN2 的 PhotonNetwork.Instantiate() 轉換為 Fusion 2 的 Runner.Spawn()，物件銷毀的機制亦相似。
• RPC: PUN2 的 RPC 系統可輕鬆轉換至 Fusion 2 的 RPC 系統，語法雖有差異，但功能相仿。

以下為從 PUN2 轉換至 Fusion 2 共享模式的幾個範例：

• 連接遊戲

// ----
// PUN2
PhotonNetwork.ConnectUsingSettings();


// ---------------------- 
// Fusion 2 - Shared Mode
var runner = gameObject.AddComponent<NetworkRunner>();
await runner.StartGame(new StartGameArgs
{
    GameMode = GameMode.Shared,
    SessionName = "MyRoom",
    Scene = SceneManager.GetActiveScene().buildIndex,
    SceneManager = gameObject.AddComponent<NetworkSceneManagerDefault>()
});

• 實例化網路物件

// ----
// PUN2
PhotonNetwork.Instantiate("PlayerPrefab", position, rotation);


// ---------------------- 
// Fusion 2 - Shared Mode
runner.Spawn("PlayerPrefab", position, rotation, inputAuthority: runner.LocalPlayer);

• 生命周期事件

// ---------------------- 
// Fusion 2 - Shared Mode

public class Enemy : NetworkBehaviour
{
    public override void Spawned()
    {
        if (Object.HasStateAuthority)
        {
            // 初始化敵人的狀態
        }
    }
    public override void Despawned(NetworkRunner runner, bool hasState)
    {
        // 清理資源或觸發死亡效果
    }
}

• 屬性同步

// ----
// PUN2
public class PlayerHealth : MonoBehaviourPunCallbacks, IPunObservable
{
    private float health;

    public void OnPhotonSerializeView(PhotonStream stream, PhotonMessageInfo info)
    {
        if (stream.IsWriting)
        {
            stream.SendNext(health);
        }
        else
        {
            health = (float)stream.ReceiveNext();
        }
    }
}


// ---------------------- 
// Fusion 2 - Shared Mode
public class PlayerHealth : NetworkBehaviour
{
    [Networked] public float Health { get; set; }

    // 無需手動實現同步的邏輯
}

有沒有似曾相識的感覺呢?
而且, 應該有發現, Shared Mode 其實比 PUN2 還簡單好寫呢 !

對比 Host / Server 模式

儘管共享模式便於從 PUN2 遷移，Host / Server 模式卻提供了額外優勢：

1. 中央化權限：所有遊戲狀態由主機或服務器控制，降低作弊可能性。
2. 一致性保障：由於存在單一權威源，遊戲狀態一致性得以確保。
3. 擴展性提升：更適合大規模多人遊戲。

然而，PUN2 的某些概念無法直接轉移到 Host / Server 模式，主要因為：

1. 權限模型差異：Host / Server 模式中，服務器掌握絕大多數權限。
2. 網路架構不同：需重新思考網路相關的處理邏輯。
3. 預測與回滾機制：Host / Server 模式常需要使用到客戶端預測與服務器回滾機制。

Character Controller 超進化 - Simple KCC Addon

在多人網路遊戲開發中，角色控制器（Character Controller）扮演著關鍵的部份，負責處理玩家的移動、互動以及與遊戲世界物理環境的反應。

PUN 的 Character Controller

在 PUN 中，雖然提供了基本的 CharacterController 功能，但其效能和功能性相對有限，尤其是在網路遊戲的複雜環境下。主要問題包括：

• 效能不足：在網絡遊戲中，角色控制需要處理延遲補償、平滑移動等問題，PUN 的基本 CharacterController 在這些方面表現不佳。
• 自定義需求：由於功能受限，開發者往往需要自行編寫專門的控制器來滿足遊戲的特定需求，這不僅增加了開發時間，還可能引入新的問題。

Simple KCC addon (for Fusion2)

Fusion2 的 Simple KCC Addon

Fusion2 的 Simple KCC Addon 是專為網路遊戲設計的角色控制器解決方案，它克服了 PUN2 中存在的問題

使用 Simple KCC 的示例

以下是一個使用 Fusion2 中 Simple KCC 的基本示範：

using Fusion;
using Fusion.KCC;
using UnityEngine;

public class PlayerController : NetworkBehaviour
{
    [Networked] public NetworkKCC KCC { get; set; }
    public float MoveSpeed = 5f;
    public float JumpForce = 5f;

    public override void Spawned()
    {
        KCC = GetComponent<NetworkKCC>();
    }

    public override void FixedUpdateNetwork()
    {
        if (GetInput(out NetworkInputData input))
        {
            // 移動
            Vector3 moveDirection = new Vector3(input.MoveInput.x, 0, input.MoveInput.y).normalized;
            KCC.SetVelocity(moveDirection * MoveSpeed);

            // 跳躍
            if (input.JumpPressed && KCC.IsGrounded)
            {
                KCC.Jump(Vector3.up * JumpForce);
            }
        }
    }
}

public struct NetworkInputData : INetworkInput
{
    public Vector2 MoveInput;
    public NetworkBool JumpPressed;
}

Simple KCC 相較於 PUN 的 CharacterController，好用之處：

1. 最佳化性能：Simple KCC 高度最佳化，能更好地處理網路延遲和同步問題，確保角色動作在網路環境中更為流暢。
2. 易用性：API 設計直觀，易於集成到現有項目中，降低學習曲線。
3. 功能豐富：開箱即用的功能，如碰撞檢測、斜坡移動、跳躍等，減少了開發者自行實現的需要。
4. 靈活性：雖然是預製解決方案，但 Simple KCC 保留了足夠的自定義空間，以滿足特定遊戲需求。
5. 網路同步：與 Fusion2 的網路架構緊密集成，提供更一致和可靠的網路同步體驗。

TickTimer 網路遊戲時間管理的精妙利器

在 Fusion 2 中的內建組件，TickTimer 提供了一個既簡潔又高效的方案，用以處理網路遊戲中與時間相關的操作。與 PUN2 孤獨的 ServerTime 相較，TickTimer 具備下列優點與應用：

• 簡單易用
  TickTimer 的 API 界面直觀，如 CreateFromSeconds 和 CreateFromTicks 方法，讓計時器的建立變得輕而易舉。例如：

[Networked] TickTimer cooldownTimer { get; set; }

void StartCooldown()
{
    cooldownTimer = TickTimer.CreateFromSeconds(Runner, 5); // 5秒冷卻時間
}

• 網路效率
  使用目標 tick 代替浮點數進行計時，TickTimer 在網路同步時節省了更多帶寬資源。
• 精確性
  基於 tick 的計時方式，使得 TickTimer 在網路環境中表現得更加精確，不受網絡延遲影響。
• 多功能性
  TickTimer 適用于多種時間相關的操作，包括倒計時、延遲執行、週期性事件等。

示範應用

• 技能冷卻

[Networked] TickTimer skillCooldown { get; set; }

public void UseSkill()
{
    if (skillCooldown.ExpiredOrNotRunning(Runner))
    {
        // 使用技能
        skillCooldown = TickTimer.CreateFromSeconds(Runner, 10); // 10秒冷卻
    }
    else
    {
        float remainingTime = skillCooldown.RemainingTime(Runner);
        Debug.Log($"技能冷卻中，還需 {remainingTime:F1} 秒");
    }
}

• 延遲執行

[Networked] TickTimer delayedAction { get; set; }

public void ScheduleAction()
{
    delayedAction = TickTimer.CreateFromSeconds(Runner, 3); // 3秒後執行
}

public override void FixedUpdateNetwork()
{
    if (delayedAction.Expired(Runner))
    {
        PerformAction();
        delayedAction = TickTimer.None; // 重置計時器
    }
}

• 遊戲回合計時

[Networked] TickTimer roundTimer { get; set; }

public void StartRound()
{
    roundTimer = TickTimer.CreateFromSeconds(Runner, 60); // 60秒回合時間
}

public override void FixedUpdateNetwork()
{
    if (roundTimer.Expired(Runner))
    {
        EndRound();
    }
    else
    {
        float remainingTime = roundTimer.RemainingTime(Runner);
        UpdateTimerDisplay(remainingTime);
    }
}

• 週期性事件

[Networked] TickTimer periodicEvent { get; set; }

public override void FixedUpdateNetwork()
{
    if (periodicEvent.ExpiredOrNotRunning(Runner))
    {
        TriggerEvent();
        periodicEvent = TickTimer.CreateFromSeconds(Runner, 5); // 每5秒觸發一次
    }
}

• 自定義功能，可擴展 TickTimer 的功能，例如 “進度” 標準化值

public struct CustomTickTimer : INetworkStruct
{
    // ... 其他Code ...

    public float NormalizedValue(NetworkRunner runner)
    {
        if (runner == null || runner.IsRunning == false || IsRunning == false)
            return 0;

        if (Expired(runner))
            return 1;

        return ElapsedTicks(runner) / (_target - (float)_initialTick);
    }
}

// 使用
[Networked] CustomTickTimer progressTimer { get; set; }

public override void FixedUpdateNetwork()
{
    float progress = progressTimer.NormalizedValue(Runner);
    UpdateProgressBar(progress);
}

Fusion 2 內建的 TickTimer 為網路遊戲開發者提供了一個強大而靈活的工具，用以處理各種時間相關操作。相比於 PUN2 中需自行實現的複雜時間同步邏輯，TickTimer 的引入大幅簡化了此過程，同時提升了性能與網路效率。其設計讓開發者能夠輕鬆應對從基本”冷卻計時”到複雜”遊戲機制”的時間管理需求，有效提高開發效率，降低因時間同步問題引起的 bug，最終實現更可靠、精確的網路遊戲時間管理。

Fusion 2 的最佳實踐與性能優化

• 預測與插值：網路延遲平滑化。
• Fusion 內建組件：如 NetworkTransform，簡化網路任務。
• 定期測試：利用網路模擬器評估不同網路條件下遊戲的表現。

建議的實戰練習

以一個簡單的多人射擊遊戲來說，從 PUN2 遷移到 Fusion2 最重要的地方：

1. PlayerMovement：繼承自 NetworkBehaviour。
2. 移動與射擊功能：使用 Networked 屬性同步玩家狀態。
3. NetworkRunner：管理遊戲會話 Game Session。
4. FixedUpdateNetwork：更新 Game Logic。
5. 配對系統：支援玩家建立或加入遊戲。
6. Fusion2 RPC：處理玩家名稱、顏色、文字等不須即時處理的部份。

透過此練習，將可以深入了解 Fusion2 的核心概念，並實際應用所學知識。

結語

Fusion 2 的 Shared Mode 共享模式，為開發者提供了一條從 PUN2 平穩遷移的途徑。其保留了許多相似概念與工作流程，同時融入 Fusion 2 的先進特性。

🎯 對於追求類似 PUN2 開發體驗的專案而言，Fusion 2 中的 Shared Mode 共享模式是最理想的選擇。

然而，對於需要更嚴謹控制與更高擴展性的專案，則可能需考慮遷移到 Host 或是 Server 模式，儘管這可能涉及較大的重構工作，但也絕對值得花些時間研究一番。

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