ポコロンダンジョンズと  リアルタイム通信  

-­‐‑  クライアント編  -­‐‑

Grenge 袴田  大貴

自己紹介 •  袴田  大貴 (Hakamata Daiki) •  株式会社グレンジ所属 •  ポコロンダンジョンズ  クライアントエンジニア •  リリース前から現在まで

https://www.facebook.com/D.hakamata

ポコロンダンジョンズ

アプリ紹介 •  なぞるパズルRPG パズルブロック「ポコロン」をなぞって主人公を動かし、敵を攻撃してダンジョンを攻略！

•  1000種を超える装備, モンスター

•  大4人の協力プレイ「共闘」

アジェンダ

1.  構成 2.  同期方法 3.  具体例 4.  確率で発生する事象 5.  待ち合わせ 6.  再接続と強制同期 7.  まとめ

1.  構成

構成図

curl  (h+ps) WebSocket  (wss)

(詳細はサーバサイドの塚原さんの発表で…)

リアルタイム通信 n プロトコル 　WebSocket : ブラウザでは定番 　UDP : MMOでよく使われる 　RUDP : UDPとTCPの良いとこどり 　HTTP : ポーリング

n ミドルウェア 　Node.js : すべての処理を自前で実装, JavaScript 　Photon : クラウドあり, C#, WIndowsServer 　モノビットエンジン : クラウドあり, C++, LinuxServer

クライアント構成 n ゲームエンジン

　　　　　　Cocos2d-x v3.2.0

n 使用言語

ソケット通信 n  iOS

　　　　AZSocketIO 　　　　　　[ SocketRocket, AFNetWorking ]

n  Android

　　　　Socket.IO-Client for Java 　　　　　　[ Java-WebSocket ]

どちらも独自に改造済み

AZSocket Socket.IO-­‐‑Client for  Java

GRWebSocket

ポコロンダンジョンズ

実装構成

発生した問題 •  バックグラウンド時の通信維持 •  ソケットライブラリのメモリリーク •  ソケット切断後GC多発 •  特定端末(Nexusなど)専用対応 •  意図的な切断と偶発的な切断の区別 •  通信保証 (再送) •  再接続

ソケット通信Libの改修 n  iOS 　host, port, pathによる接続先設定 　SSL対応 　切断/再接続処理

n  Android 　SSL対応 　SSLContextのプロトコル複数対応 　切断処理 (GC多発) 　JNI/マルチスレッド対応 　イベント名+JSONデータ送受信

2.  同期方法

同期方法 n クライアント分散方式 　サーバが中継, 各クライアントが処理 n イベント同期 　特定のイベントをトリガとして同期 　演算に必要なデータを送受信

なぞった！

中継役

その他の同期方法 n サーバ集中方式 　入力をサーバに送信し、サーバが処理 　結果を各クライアントに配信 n リプレイ再生 　クライアント側は演算せず、再生のみ n フレーム同期 　毎フレームに同期を行う

端末間の同期 •  盤面の色, 配置 •  敵の情報 •  プレイヤー, 召喚モンスターの情報 •  被ダメ/与ダメ •  ターン数 •  ドロップ情報 全てをやり取りするとデータ量多い！

端末間の同期 •  ポコダン  は  ターン制 → 他プレイヤーの操作を自端末で再現すればデータ量削減

(2,  4),  (2,  5),  (3,  6) をなぞった

再現します

通信保証

受領通知が来るまで一定間隔で再送 サーバ→クライアントの場合も同様

①送信

②受領通知

•  端末間ではなく端末-サーバ間で保証

3.  具体例

部屋生成〜クエスト開始

①部屋生成要求 ②接続確立＆部屋情報同期

n ホスト

部屋生成〜クエスト開始

①部屋一覧要求

②部屋参加要求

n ゲスト

③接続確立＆部屋情報同期

クエストの流れ

プレイヤーターン開始

なぞる A.スキル

なぞったマスを 歩きながら攻撃

C.スキル

敵ターン開始

移動前行動

移動中行動

移動後行動

クエスト中  (送信) n ターンの操作権限者が送る情報 •  プレイヤ番号 •  行動タイプ (なぞり/スキル/リタイア/コンティニュー) •  コマンドインデックス (送信情報のシーケンシャル番号) •  (なぞり情報) •  (使用したスキル情報)

プレイヤー  :  2 コマンド  :  0 タイプ  :  なぞり始め なぞり  :  (1,  4)

プレイヤー  :  2 コマンド  :  1 タイプ  :  なぞり中 なぞり  :  (2,  4)

・・・

プレイヤー  :  2 コマンド  :  5 タイプ  :  なぞり終わり

クエスト中  (受信) n なぞり始め 　盤面を暗転 n なぞり中 　なぞり情報を元に光るラインを再現 n なぞり終わり 　なぞりルートを確定 「送信者側の端末で起きた事象を自身の端末で再現」

4.  確率で発生する事象は  どうする？

クリティカル,  回避,  状態異常  etc…

乱数(擬似乱数)

乱数生成器シード値  :  A

乱数列 x1,  x2,  x3,  x4,  x5,  …

乱数生成器シード値  :  B

乱数列 y1,  y2,  y3,  y4,  y5,  …

同一のシード値で初期化すれば、同一の乱数列が得られる

乱数同期

乱数生成器

乱数生成器

乱数生成器

乱数生成器

シード:X

全端末で同じ乱数列

複数の乱数生成器 n 可能な限りズレを抑止するために乱数生成器は複数

キャラクター毎に専用の乱数生成器

演出用の非同期の乱数生成器

乱数生成器 n メルセンヌ・ツイスター <random>ヘッダ 決定的 周期が長い 一様分布 高速 GRRandomUtility とライブラリ化して使用

OSとSTL n  iOS 　libc++ (LLVM C++ standard library) n  Android 　APP_STL := gnustl_static [Application.mk] C++標準ライブラリが異なるので、そのままではシード値を同期しても生成される乱数列が異なる

OSとSTL n  AndroidをiOSに揃える

NDKのリファレンス APP_STL := c++_static (cocos2d-x v3.2の推奨NDKバージョンは r9d ですが r10dを使用)

5.  待ち合わせ

待ち合わせ

Ready Ready

Ready

待ち合わせ開始をサーバに通知

待ち合わせ

AllReady AllReady

AllReady

部屋の人数分揃ったらクライアントに通知

6.  再接続と強制同期

意図的/偶発的な切断 n 意図的な切断 　専用のイベントをサーバに送信してから切断

これによって偶発的な切断と区別が可能 ・偶発的切断の発生件数検証 ・ゲーム内の通知メッセージ出し分け

疎通ロスト判定

Verification Verification

1P 2P 3P

疎通確認データを送信

疎通ロスト判定

VerificationResult

疎通を確認できたプレイヤーリストが返却

VerificationResult

VerificationResult

疎通確認プレイヤーリスト 1P,  3P

疎通ロスト判定 n 疎通ロストしたプレイヤーがターン操作権限を持っていた場合、ターンをスキップする

n  (共通の仕様として)スキップ3回で部屋からキック

マナーの悪いプレイヤーの排除 安定した通信環境のプレイヤーのプレイを保護

再接続 1.  偶発的切断発生 2.  一定時間、再接続を試みる 3.  再接続に成功したら、クエスト復帰

キャリア回線とWi-Fiの切り替わりなど瞬断は起こりうる 「通信は切れるもの」として対策をする

強制同期 n 検証用の盤面情報を相互に送受信し、差異があった場合はホスト権限者の盤面に強制的に揃える

n 中断セーブデータ 　シングルプレイの仕組み 　クエスト情報をJSONに書き出しファイルに保存

シングルプレイで使用している中断セーブデータを流用 差異が生じたらホストのデータに全員ロールバック

7.  まとめ

まとめ n 複数のプレイヤの情報を互いに送受信しつつ整合性を保つ、のがリアルタイム通信によるゲームのキモ

n ゲーム性に合わせた技術/同期方式を選定するのが重要

n 通信時間がどうしても発生するので、データ量は可能な限り削減する