我对架构设计的理解

Posted 2022-12-05 海洋_

游戏架构设计是一个老生长谈的话题，以前给多个游戏公司培训过，随着时间的积累，对游戏架构设计的理解又多了一些，在此给读者分享一下我对于架构设计的理解。
游戏架构设计是基于引擎的基础上的二次封装，目的是便于游戏开发者能够专注于逻辑的编写，便于多人协同开发，便于功能的扩展等等。不论使用什么引擎，只要掌握了思想，就能解决问题。
我先把我们的设计思想介绍一下，我们的架构设计总体来说是基于组件的模块化设计，举个例子，一个角色要移动，要战斗，要释放技能，我们只需要把移动组件，战斗组件，不同的技能组件加到角上身上就可以了，其他的诸如管理类也是以组件的形式加载到内存中，每个组件都是一个View，我们在设计时，对象上的脚本挂接的非常少，几乎不挂接任何脚本，这样是为了保证资源更新不影响逻辑的编写。下面我们逐一介绍架构设计的实现想法，主要分三步：
第一步：通过观察者模式监听消息，这个消息包括网络消息，各种资源加载消息等等，这个主要是与引擎相关的，对于逻辑层来说，只需要拿到对应的消息处理即可。
第二步：更新游戏对象相关的个体了，在这一步里面，我们可以使用FSM有限状态机，行为树等等，当然也包括玩家的虚拟遥感或者键盘，鼠标等等输入设备。
第三步：逻辑交互层，包括客户端与服务器进行交互，还有对象与场景中的NPC交互等等，这些操作主要是在逻辑层中进行的，比如客户端链接服务器需要链接IP地址和端口号。另外，还有游戏中角色网络同步交互，角色同步更新回到了第二步更新个体了。
以上三步也是一个循环的过程，这样整个游戏架构就形成了一个闭环。下面再介绍实现上述思想需要注意的问题：

• 内存管理
  这个不论是引擎还是架构设计必须要解决的问题，内存问题解决不好，后期内存泄漏，内存碎片等等都会出现，会导致游戏崩溃，卡顿等问题，所以内存这块必须要用心设计。内存设计可以直接采用Dictionary，List，但是并不灵活，比如，我们的数据采用的是不同的结构体数据或者可变的数据，尤其是网络传输的数据，Dictionary和List就很难满足了，我们还可以采用自定义结构体。

• 资源的加载
  资源加载会涉及到多种资源，比如重复的资源加载，角色和骨骼动画加载，大的场景资源加载，琐碎的资源加载比如角色头上的血条等等。这些资源的处理方式是不同的，比如重复资源可以采用对象池的方式，角色头上的血条可以采用对象池与自定义网格结合的方式，角色身上的骨骼可以采用共享的骨骼动画方式，最后是大的场景资源在加载时要保证足够大的内存，防止琐碎内存过多导致加载大资源时卡顿。

• 渲染
  渲染的好坏决定了游戏的品质，渲染包括很多：模型的材质渲染，特效渲染，后处理渲染，地形渲染以及一些特殊效果的渲染。先说说模型的材质渲染，模型的贴图渲染有很多种，PBR，NPR，V-RAY等等，后处理渲染，包括，HDR，PSM，景深，Bloom，Blur，体素渲染等等，地形渲染主要是对地表的贴图渲染。我们对模型的渲染要注意材质贴图的大小。

• AI
  AI算法包括AI寻路和行为树，AI寻路一般会采用A*算法，包括客户端和服务器都可以采用，AI行为树主要用于个体的行为更新。

• 架构设计
  我们会采用组件模式，MVC，FSM，State，Observe，Factory，Singleton等等就可以设计实现我们需要的框架。

总结
架构设计思想很重要，编写代码运用任何语言都可以实现。热更新方案市面上都有现成的方案，可以拿过来直接使用。以Unity为例，C#有很多的语言特性：Attribute，Delegate， Action，Func，Reflection等。熟练运用它们我们实现架构设计没有任何问题。其实所谓的架构设计，需要满足多人协作模块开发，架构功能易于扩展等等即可。