【UE 网络】Gameplay框架在DS架构中的扮演的角色

目录

• [0 引言](#0 引言)
• [1 核心内容](#1 核心内容)
• • [1.1 Gameplay各部分创建的流程](#1.1 Gameplay各部分创建的流程)
  • [1.2 Gameplay框架在DS和客户端的存在情况](#1.2 Gameplay框架在DS和客户端的存在情况)
  • [1.3 数据是独立存在于DS和客户端的](#1.3 数据是独立存在于DS和客户端的)
• [2 Gameplay框架各自负责的功能](#2 Gameplay框架各自负责的功能)
• • [2.1 GameMode](#2.1 GameMode)
  • [2.2 GameState](#2.2 GameState)
  • [2.3 PlayerController](#2.3 PlayerController)
  • [2.4 PlayerState](#2.4 PlayerState)
  • [2.5 Pawn](#2.5 Pawn)
  • [2.6 AIController](#2.6 AIController)
  • [2.7 Actor](#2.7 Actor)
  • [2.8 HUD](#2.8 HUD)
  • [2.9 UI](#2.9 UI)

• 🙋‍♂️ 作者：海码007
• 📜 专栏：UE虚幻引擎专栏
• 💥 标题：【UE 网络】Gameplay框架在DS架构中的扮演的角色
• ❣️ 寄语：书到用时方恨少，事非经过不知难！
• 🎈 最后：文章作者技术和水平有限，如果文中出现错误，希望大家能指正，同时有问题的话，欢迎大家留言讨论。

0 引言

今天早上思考了一下UE的Gameplay框架。发现自己对Gameplay框架的理解从浅入深，最开始做的是数字孪生类型的项目，所以没有游戏的概念，只知道Actor，UObject，Component几个组合运用，对于其他的部分不太熟悉，不知道为什么要这样区分设计。

随着然后做了一个单机游戏之后发现不用部分分别管理不同的功能，例如GameMode是用于游戏规则的定义，PlayerController是用于玩家控制角色Pawn等。最后做了几个多人游戏项目，又对框架又有了更新的理解，不同部分在网络中扮演的角色也不一样，例如PlayerController是充当DS服务器和客户端通信的桥梁，GameMode仅存在于DS服务器，游戏规则中需要所有玩家都知道的信息则依赖GameState同步信息给客户端。

b站安宁Ken视频教程（非常好）
绿洲编辑器网络框架参考视频（讲的非常好）

1 核心内容

1.1 Gameplay各部分创建的流程

为了更清晰地理解 UE4 在Dedicated Server（DS）网络框架中的关键部分创建过程，将详细解释一下每个步骤：

1. DS服务器启动： Dedicated Server（DS）启动后，首先会初始化游戏世界并创建必要的管理对象。

2. 创建GameMode对象：服务器上会创建一个GameMode对象。GameMode是服务器端的游戏规则管理器，负责处理游戏逻辑、规则和流程。注意，GameMode只存在于服务器上，客户端没有这个对象。

3. 创建GameState对象：服务器上会创建一个GameState对象。GameState是一个可复制的对象，用于在服务器和所有客户端之间共享游戏状态信息。GameState会被复制到所有客户端，以确保每个客户端都能访问到一致的游戏状态。

4. 等待客户端加入游戏会话：服务器初始化完成后，会等待客户端的连接请求。当客户端请求加入游戏会话时，服务器会处理该请求。

5. 创建PlayerController：当客户端成功加入游戏会话后，服务器会为该客户端创建一个PlayerController对象。PlayerController负责处理玩家的输入和控制逻辑。服务器上的PlayerController会将必要的信息同步到客户端，客户端会创建一个对应的PlayerController实例。

6. 创建PlayerState对象：服务器会为每个PlayerController创建一个PlayerState对象。PlayerState是一个可复制的对象，用于存储与玩家相关的状态信息（如分数、生命值等）。PlayerState会被复制到所有客户端，以确保每个客户端都能访问到一致的玩家状态。

7. 创建PlayerPawn对象： 服务器会为每个PlayerController创建一个PlayerPawn对象。PlayerPawn是玩家在游戏世界中的表示，负责处理物理和视觉表现。PlayerController会控制PlayerPawn的行为。

8. 同步信息到客户端：服务器会将PlayerController、PlayerState和PlayerPawn的相关信息同步到客户端。客户端会创建对应的实例，并根据服务器的指令更新这些对象的状态。

9. 客户端与服务器的交互：客户端的PlayerController会将玩家的输入（如移动、射击等）发送到服务器上的PlayerController。服务器上的PlayerController会处理这些输入并更新游戏状态，然后将更新后的状态同步回客户端。

总结来说，整个过程确保了服务器端的权威性，同时通过网络复制机制将必要的信息同步到客户端，以确保客户端能够正确地响应玩家的输入并显示一致的游戏状态。

1.2 Gameplay框架在DS和客户端的存在情况

理解Gameplay框架各个关键部分在DS和客户端上存在的情况能极大的帮助网络游戏的开发。如下图所示：

下面这个图是 Listen Server 的图，在DS模式下，Server端是没有UI的，也没有PlayerController_Server。

在理解了各个部分的存在位置，我们就可以避免一些常见的错误逻辑，例如：

• 在某个客户端上获取所有的PlayerController
• 在服务器上获取HUD对象
• 在客户端上直接生成Actor
• 在客户端获取AIController，AIController只存在于服务器上

1.3 数据是独立存在于DS和客户端的

在服务器和客户端上各自的数据其实是独立的，只是通过复制的方式让数据保持一致。本质上还是两份数据，为什么要强调这一点呢，因为有些时候会有一些错误的操作，例如通过Server RPC，将一个Actor通过参数的形式传递给服务器，在服务器上对这个Actor进行一些操作，这样是不对的。

在Unreal Engine（UE）的网络框架中，服务器和客户端上的数据确实是独立的，尽管通过网络复制机制保持一致性。这一点非常重要，因为它影响了如何正确地进行网络编程和数据同步。下面是一些关键的解释：

1. 独立的数据副本：服务器和客户端各自维护独立的数据副本。通过网络复制（Replication）机制，服务器会将其数据状态同步到客户端，但本质上它们是两份独立的数据。

2. 网络复制机制：网络复制是指服务器将其数据状态（如Actor的属性、位置等）复制到客户端，以确保客户端显示的状态与服务器一致。这种复制是单向的，即从服务器到客户端。

3. Server RPC（Remote Procedure Call）：Server RPC是客户端请求服务器执行某些操作的机制。客户端可以通过Server RPC向服务器发送请求，服务器接收到请求后执行相应的逻辑。

4. 错误的操作示例：错误操作是指通过Server RPC将一个Actor作为参数传递给服务器，然后在服务器上对这个Actor进行操作。这是不正确的，因为客户端和服务器上的Actor实例是独立的，直接传递客户端的Actor实例到服务器是无效的。

2 Gameplay框架各自负责的功能

将游戏中不同的功能部分，划分给对应的框架模块，可以让整个工程逻辑清晰，管理方便。

2.1 GameMode

功能：

• 游戏规则：定义游戏的规则和逻辑，如胜利条件、回合机制等。
• 玩家生成：管理玩家的生成点和生成逻辑。
• 游戏流程：控制游戏的整体流程，如游戏开始、结束等。
• 仅在服务器上存在：GameMode只在服务器上存在，负责管理服务器端的游戏逻辑。

作用：GameMode是服务器权威性的核心部分，确保游戏规则和流程在服务器上得到正确执行。

2.2 GameState

功能：

• 全局状态：存储游戏的全局状态信息，如当前游戏时间、回合数、比分等。所有玩家都需要知道的信息存储在这里
• 状态同步：通过网络复制（Replication）将状态同步到所有客户端。
• 在服务器和客户端上都存在：GameState在服务器和所有客户端上都存在，确保所有客户端都能访问到一致的游戏状态。

作用：在服务器和客户端之间共享游戏状态，确保所有玩家看到一致的游戏信息。

2.3 PlayerController

功能：

• 玩家输入：处理玩家的输入并将其转换为游戏中的动作。
• 控制逻辑：管理玩家的控制逻辑，如移动、攻击等。
• 在服务器和对应的客户端上都存在 ：PlayerController在服务器和对应的客户端上都存在，负责处理 本地玩家 的输入和控制。

作用：

• 输入处理 ：在客户端上接收玩家输入，并通过 Server RPC 将其发送到服务器。
• 控制同步 ：在服务器上处理输入并更新游戏状态，同时通过 Client RPC 将必要的信息同步到客户端。

2.4 PlayerState

功能：

• 玩家状态：存储与玩家相关的状态信息，如分数、生命值、攻击力、buff等。
• 状态同步：通过网络复制将状态同步到所有客户端。
• 在服务器和客户端上都存在：PlayerState在服务器和所有客户端上都存在，确保所有客户端都能访问到一致的玩家状态。

作用： 在服务器和客户端之间共享玩家状态，确保所有玩家看到一致的玩家信息。

2.5 Pawn

功能：

• 玩家表示：表示玩家在游戏世界中的位置和状态。
• 物理和视觉表现：处理玩家的物理和视觉表现，如移动、动画等。
• 在服务器和客户端上都存在：Pawn在服务器和所有客户端上都存在，负责同步玩家的状态。

作用：通过网络复制将Pawn的状态（如位置、旋转等）同步到所有客户端，确保所有玩家看到一致的游戏世界。

2.6 AIController

功能：

• AI逻辑：管理AI角色的行为和决策逻辑。
• 控制AI角色：控制AI角色的移动、攻击等行为。
• 在服务器上存在 ：AIController通常 只在服务器上存在，负责管理服务器端的AI逻辑。

作用：在服务器上管理AI角色的行为和决策，确保AI角色在游戏中的表现符合预期。

2.7 Actor

功能：

• 游戏对象：表示游戏中的任何对象，如道具、环境物体等。
• 功能模块：可以包含各种组件（如渲染、物理、音频等）来实现特定功能。
• 在服务器和客户端上都存在：Actor可以在服务器和客户端上都存在，也可以仅在服务器或客户端上存在，具体取决于Actor的类型和用途。

作用：在服务器和客户端之间管理和同步游戏对象，确保游戏世界的一致性。

2.8 HUD

功能：

• 用户界面：在屏幕上显示游戏信息，如健康条、分数等。
• 仅在客户端上存在：HUD只在客户端上存在，负责显示本地玩家的游戏信息。

作用：在客户端上显示游戏信息，提供玩家与游戏的交互界面。

2.9 UI

功能：

• 用户界面：包括菜单、按钮、文本等，用于与玩家进行交互。
• 交互逻辑：处理用户输入并触发相应的游戏逻辑。
• 仅在客户端上存在：UI元素通常只在客户端上存在，负责显示和处理本地玩家的交互。

作用：在客户端上提供用户界面，允许玩家与游戏进行交互，如选择菜单选项、查看状态信息等。