作者： Radu Privantu
译者：pAnic 2005年5月11日
原文链接：http://www.devmaster.net/articles/building-mmorpg/
译者序：这是一篇讲解如何开发一款MMORPG的入门文章，作者本人也是一款游戏的开发者，文中的内容源于实践，有很高的参考价值。很多人都想拥有自己的游戏，这篇文章对那些想自己开发游戏的人来说可能是一纸福音，也可能是一盆冷水。无论如何，开发游戏都不是一件简单的事情。
以下是翻译正文：
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文章的中心是如何起步开发你自己的 大型多人在线角色扮演游戏( 原文：Massive Multiplayer Online Role Playing Games) (MMORPG)(译者注：俗称：网络游戏，网游)。 针对的读者是经验和资源有限的开发者。 读完文章之后，你应该懂得如何起步， 还有一些关于什么是应该做的和不应该做的忠告。第一步是评估你的能力和资源。你必须对自己诚实，因为做你力不从心的事情会浪费你的时间并让你心灰意冷。
第一步：评估你的能力必须的技能:
- 懂至少一种编程语言。 迄今为止， C++因为性能和效率的优越性成为游戏开发者的首选。 Visual Basic, Java 或者 C# 可能也是不错的选择。
- 熟悉一种图形库。通常的选择是SDL, OpenGL, 或者DX/D3D。(译者注：网上也有很多免费/付费引擎下载和出售)
- 选择一种网络通讯库。 你可以从WinSock, SDL_net, 或DirectPlay中选择。(译者注：很多人喜欢开发自己独特的网络库，这并不复杂，似乎ACE也是一种选择)
- 对游戏开发有大体的经验。 例如，事件循环， 多线程， GUI 设计，等等。
强烈推荐的技能:
- C/S结构通讯。
- 多平台开发。 你可能希望设计一个MMORPG, 尤其是服务器能运行在多种操作系统。为此，我推荐使用SDL, OpenGL 和SDL_net。
- 网站开发。如果你想让用户通过网站查看玩家统计，服务器信息和其他信息，这是必须的。(译者注：其实网站可以交给其他人开发，如果有必要的话)。
- 安全管理。 你当然不想因为有人攻击你的服务器而浪费时间！
- 团队组织能力。 你需要一个你能成功领导和管理的团队。
第二步：初步规划我注意到很多人在不同的论坛发帖子寻找团队开发MMORPG。他们中的大部分是这样：“我们成立了一个公司/游戏工作室，需要3个美工，两个程序，1个音乐制作，等等。为了创新，不要参考过去的MMORPG，你有全部的自由用来创造你想要的世界，等等。 我们会在项目完成并赚到钱的时候付给你酬劳，等等”。 不幸的是，以现有的技术和带宽，你无法拥有一个动态的世界。 朝向无法到达的目标前进只会导致失败。正确的做法是拿出一些小规模的，功能性强的，可扩展的设计和构架。
基本软件构架首先，尝试创建一个简单的C/S模型，有如下功能：
- 创建一个新角色
- 保存那个角色(服务器端)
- 用那个角色登陆
- 能够和其他人交谈
- 能在3D空间游览
保存角色看起来简单，其实不然。 例如，有两种方式保存角色：使用数据库服务或者使用文件。两者有各自的优缺点：
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数据库 |
文件 |
| 优点 |
- 添加新域或者修改现有的都很简单。
- 更新玩家统计数据非常简单(从游戏外)。
- 你可以通过SQL查询方便的获取不同种类的统计结果。
- 无需自行完成I/O操作，数据库会替你做好。
- 易于更新/恢复。
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- 高速操作(读/写)。
- 实现简单。
- 无需额外的库。
- 不依赖数据库服务器。因此你不必担心数据库升级或安全问题。
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| 缺点 |
- 容易出错。 例如，做一个更新查询的时候遗漏了'where'子句。会导致惨痛的损失，尤其是你没有备份的时候。
- 数据库会比打开/写入一个玩家档案文件慢。你查询一些数据的时候会耗费几个毫秒，尤其是大量玩家同时登入/登出的时候。
- 需要额外的代码进行游戏和数据库间的数据转换。
- 需要操作数据库和SQL的经验。并且需要一个程序和数据库之间的接口库。
- 如果因为某些原因数据库文件损坏，那算你倒霉，你可能会丢失所有的玩家数据(尤其是短期内没有备份的时候)。
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- 很难添加新的域，除非一开始就很小心的设计了文件的格式/结构。
- 没法做全体玩家的查询。(这可以通过每天晚上用程序把重要字段添加进一个数据库间接实现)。
- 如果你想更新/检查玩家状态，你必须额外写代码。
- 更新和还原比较复杂。
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现在你决定了如何存储角色，你还得选择C/S通讯的网络协议：TCP 还是 UDP？,我们都知道TCP速度慢，但是更准确，并且需要额外带宽。我实际使用TCP并没有遇到什么问题。 如果你有充足的带宽，TCP是个好选择，至少对初学者是这样。 UDP 会很麻烦，尤其是对新手。 记住，游戏或引擎的初步测试会在你的局域网进行，所有的包都会按顺序依次抵达。在Internet上无法保证这一点。虽然包会按顺序到达，但是有时候会丢包，这通常是个麻烦事。 当然，你可以设计你的协议使得C/S能够从丢包中恢复。但这对初学者来说很痛苦，不值得推荐。
第三步：选择数据传输协议又是看起来很简单，其实不然。你不能只是发送'\0'结尾的串。因为你需要一个通用的协议，能同时适用字符串和二进制数据。用0(或其他字符)做结束符是不明智的，因为那个结束符可能是你要发送的数据的一部分。此外，如果你发送20字节，然后再20字节，服务器极有可能收不到两个20字节的包。取而代之的是，它会一次性收到40字节，这是为了避免浪费带宽在不必要的头上。 而且，你可以发送1KB的包，但服务器会以两个小包的形式收到它。所以你必须知道哪里是一个包的开始，哪里是结束。在 “永恒大陆”(译者注：原文： Eternal Lands，本文的作者正在开发的一款MMORPG)中，我们用如下的方法：
- Offset 0: 1 字节 表示传输的命令。
- Offset 1: 2 字节，传输的数据长度。
- Offset 3: 变长，消息内容。
这种方法有一致的优点：所有的数据传输有统一的标准。缺点是有些命令有固定已知的长度，浪费了一些带宽。以后我们会改成混合的方法。
下一件事是决定服务器模型： “非阻塞soket,不使用线程”，或者“阻塞soket，使用线程”。两种方法(使用线程 vs 不使用线程)各有优缺点。
线程:
- 服务器响应会更加平滑，因为如果一个玩家需要大量时间(例如从数据库中读取数据)，这会在它自己的线程中完成，不会影响其他人。(译者注：也许作者的意思是每个玩家都有独立的线程，但这对MMORPG不太现实)
- 难以恰当的实现和调试：你可能需要大量同步，并且一个小疏忽就会导致灾难性的后果( 服务器瘫痪，物品复制，等等)。
- 可以利用多处理器。
无线程:
在我的公司，我们使用无线程的方法，因为我没有足够的资源和人力处理线程模式。
第四步：客户端你打算做2D还是3D游戏？有些人认为2D游戏做起来简单。我两者都做过，并且我倾向于3D游戏更简单。容我解释。
2D下，你通常有一个帧缓冲，也就是一个巨大的象素点数组。象素点的格式会因显卡的不同而不同。 有些是RGB模式，另一些是BGR模式，等等。每种颜色的bit数也会不同。只有在16bpp模式才有这个问题。8-bit和24-bit模式简单一些，但有他们各自的问题(8-bit颜色数太少(256)，而24-bit速度更慢)。同时，你需要制作你的精灵动画程序，不得不自己排序所有对象，以便他们以正确的顺序绘制。 当然，你可以用OpenGL或者D3D制作2D游戏，但通常这并不值得。并不是所有人都有3D加速卡，所以使用3D库开发2D游戏一般会带给你两者的缺点：不是所有人都能玩，你也不能旋转摄像机，拥有漂亮的阴影，和3D游戏炫目的效果。(译者注，目前绝大部分显卡都支持565的16bpp格式，这个也成为目前16位色的业界通用格式，有不少文章和代码都是讲述这一格式下图像处理的，尤其是使用MMX技术)
3D的途径，正如我所说，更简单。但是需要一些数学(尤其是三角)的知识。现代的图形库很强大，免费提供了基本的操作(你不需要从后到前排列对象，改变物体的色彩和/或帖图都十分简单，对象的光照会按照光源和它的位置计算(只要你为它们计算了法向量)，还有更多)。并且。3D给了你的创作和运动更多的自由度，缺点就是不是所有人都能玩你的游戏(没有3D卡的人数可能会让你大吃一惊的)，并且，预渲染的图片总是比实时渲染的更漂亮。(译者注：市面上想买不支持3D的显卡目前很困难，只是高性能的3D卡价格也不低)
第五步：安全显然，不能相信用户。任何时候都不能假设用户无法破解你精巧的加密算法(如果你使用了的话)或者协议，用户发送的任何信息都要通过验证。极有可能，在你的服务器上，你有固定的缓冲区。例如，通常有一个小(可能是4k)缓冲区用来接收数据(从soket)。恶意用户会发送超长数据。如果不检查，这会导致缓冲区溢出，引起服务器瘫痪，或者更坏的，这个用户可以hack你的服务器，执行非法代码。每个单独的消息都必须检查：缓冲区是否溢出，数据是否合法(例如用户发送“进入那扇门”，即使门在地图的另一端，或者“使用治疗药水”尽管用户没有那种药水，等等)。 我再次强调，验证所有数据非常重要。一旦有非法数据，把它和用户名，IP，时间和日期，和非法的原因记录下来。偶尔检查一下那个记录。如果你发现少量的非法数据，并且来自于大量用户，这通常是客户端的bug或者网络问题。然而，如果你发现从一个用户或者IP发现大量非法数据，这是明显的迹象表明有人正在欺骗服务器，试图hack服务器，或者运行宏/脚本。同时，决不要在客户端存储数据。客户端应该从服务器接收数据。换句话说，不能发送这样的消息“OK，这是我得物品列表”或者“我的力量是10，魔法是200，生命值是2000/2000”。 而且，客户端不应收到它不需要的数据。例如：客户端不应该知道其他玩家的位置，除非他们在附近。 这是常识，给每个人发送所有玩家会占用大量带宽，并且有些玩家会破解客户端从中获取不公平的利益(像在地图上显示特定玩家的位置)(译者注：就像传奇的免蜡烛外挂)。所有这些似乎都是常识，但，再次，你会惊奇的发现有多少人不知道这些我们认为的常识。
另一个要考虑的问题，当涉及到安全：玩家走动的速度必须在服务器计算，而不是客户端。(译者注：这是重要的原则，但是会耗费大量服务器资源。魔兽世界没有这样做，它采用类似其他玩家揭发的形式掩盖这个事实，导致加速外挂可以用，但是在有其他玩家的时候会暴露)。服务器应该跟踪时间(以ms为单位)当客户最后一次移动的时候，并且，移动的请求如果比通常的极限更快到来，这个请求应该被抛弃。不要记录这类虚假请求，因为这可能是因为网络延迟(也就是玩家延迟，过去的10秒内发送的数据同时到达了)。
检查距离。如果一个玩家试图和100亿公里以外的玩家交易(或者甚至在另一张地图上)，记录下来。如果一个玩家试图查看，或者使用一个遥远的地图对象，记录它。小心假的ID。例如，正常情况下每个玩家都会分配一个ID(ID在登陆的时候分配，可以是持久的(唯一ID)。 如果ID在玩家登陆的时候赋予9或怪物被创建的时候)，显然可以用玩家数组(保存玩家)的位置(索引)作为ID。
所以第一个登陆的玩家ID是0，第二个是1，依此类推。现在，通常你会有一个限制，比如说2000个索引在玩家列表里。所以如果一个客户端发送一条命令类似：“查看ID200000的角色”，这会使服务器当机，如果没有防备的话，因为服务器会访问非法的内存区域。所以，一定要检查，就像这样： "if actor id<0 or if actor id> max players 然后记录非法操作并且断开玩家。如果你使用C或者C++，注意或者定义索引为'unsigned int' 并且检查上限，或因为某些原因定义为int(int,默认是有符号的)，记得检查 <0 and >max 。没有做这些会严重挫伤你和其他用户。类似的，要检查超出地图坐标。如果你的服务器有某种寻路算法，并且客户端通过点击地面来移动，确保他们不要点击在地图外部。
第六步：获得一个团队制作游戏需要大量的工作(除非是个Pong and Tetris游戏)。尤其是MMORPG。你无法单靠自己。理论上，一个完整的团队组成是这样：
- 至少3 个程序员： 1 个做服务器，两个客户端(或者一个客户端，一个负责工具，例如美术插件，世界编辑器，等等)。有6个程序员是最好的，更多就没必要了。这取决于你的领导能力。最少一个美工，2到3个更合适。如果这是个3D游戏，你需要一个3D美工，一个2D美工(制作帖图，界面，等等)，一个动画师，和一个美术部负责人。美术部应该由有经验的人组织和安排，除非你就是个艺术家。,
- 少数世界构建者:创建所有地图是个漫长的过程， 并且直接关系到游戏的成败。再次，你需要一个世界构建部的负责人。你的世界需要协调一致，所以不能只有一个意气用事的人。
- 一个 网站管理员是必须的，除非你精通网站设计，并且愿意花时间做网站。音效和音乐不是必须的，但是有音效和音乐的游戏比没有的会更吸引人。
- 一个游戏经济系统 设计师.。你也许觉得那很简单，可以自己来做，但事实上那是最复杂的工作之一。如果经济系统设计不良(比如物品没有平衡，资源在地图上随意放置，等等。)玩家会觉得无聊并且退出游戏。我们早期的进展存在很大的问题，尤其是因为经济系统主要是由我(一个程序员)设计的，它没有被恰当的计划。 于是，我们花费了两个月来重新思考和建立一整个新的经济系统。这需要一次完全的物品清除。我告诉你，玩家会很不乐意你删除他们的物品。幸运的是，大部分玩家赞同这个想法，但是这么多小时的争论，妥协，解释和时间的浪费还是让我们丧气。以后会更多。
如前所说，你需要一个10~15人的团队，不包括协调员和管理者。这10~15人必须是有经验的。如果都是新手就不值得，因为你需要花大量时间解释要做什么，怎样做，为什么他现在的做法不好，等等。
一开始就凑齐10~15人几乎是不可能的。不管你在不同的论坛发多少帖，你也无法找到合适的团队成员。毕竟，如果一个人在他/她的领域得心应手，为什么在你无法拿出任何东西的时候他/她要加入你的团队？很多人有远大的想法，但是实现它们需要大量时间和努力，所以他们宁可从事自己的工作也不会加入你。那如果你需要10~15人，但是无法让他们加入你的团队，你如何才能制作一款MMORPG呢？ 好，事实上，你一开始不需要所有人都到位。你真正需要的是一个程序员和一个美工。如果你是个程序员，只要找个美工就可以了。请求懂美术的朋友帮忙，花钱请大学生/朋友做一些美术或者其他工作。
现在你有了一个美工，你期待的游戏的样子，现在可以开始实现了。一旦你有了可以运行的C/S引擎，一些用来展示的截图(或者更好，玩家可以登陆你的世界，四处走动，聊天)，更多的人会愿意加入你的团队。更恰当的是，除非你使用独有的技术，否则你的客户端可以开源。许多程序员会加入(作为志愿者)一个开源工程而不是非开源项目。而服务器不应该开源(除非你打算做一款完全开源的MMORPG)。
其他一些忠告：在有东西可展示之前，不要夸大你的游戏。最惹人烦的事情之一就是一个新手发一个“需要帮助”的请求，并且解释这个游戏到底有多酷，最后要求一个巨大的团队加入他的游戏制作。一旦你拥有了网站广告(通常是在一个免费主机)，你会看到一个吸引人的导航条，包含“下载”，“截图”，“ 原画”(译者注，原文：Concept art，概念艺术，在游戏应该指美工的原始设计)，“论坛”。你点击下载链接，然后看到美妙的“建设中”页面(或者更糟糕，一个404错误)。然后你点击截图，得到同样的结果。如果你没有东西给人下载，就不要放下载链接。如果没有截图展示，不要放截图链接。然而更好的是，在工程进展10%(程序和美工)之前，不要浪费时间在网站上。
第七步：打破某些神话
- 你无法制作MMORPG, 只有大公司才可以。
我不同意。虽然制作一款像魔兽世界(World of Warcraft)，无尽任务2(Ever Quest 2)，亚瑟王的召唤2(Asheron's Call 2)，血统2(Lineage 2)，和其他一些游戏对一个小型的自发团队是不可能的，但是做一款像样的游戏还是可以的，只要你有经验，动机，和时间。,你需要1000小时的编程来制作一个可运行的测试版，大概10~15k小时完成几乎完整的客户端和服务器。但是作为团队领导者，你不能只编程。保持团队团结，解决争执，维护公共关系(PR)，技术支持，架设服务器，惩罚捣乱分子，自由讨论，等等都是你的职责。你可能会被非编程的任务淹没。你很可能需要上班/上学，这减少了你花费在项目上的时间。我们很幸运，没有成员离开团队，但是如果这种事情发生，那的确是大问题。假设你的美工半途离开。或者更糟糕，他/她没有给你使用他/她作品的许可。当然这可以通过和他们签订合同来解决，但找另外一个美工仍然很麻烦。一个工程中有两种不同的美术风格也是问题。
- 需要大笔金钱(通常 4-6 位数) 用来架设一个 MMORPG 服务器.
当然，这不是真的。我见过专业服务器，1000GB/月，不到100美元/月(2~300美元的初装费)。除非你的数据传输协议设计非常不合理，1000GB/月对一个1000玩家在线(平均)的服务器来说足够了。当然，你还需要另一个服务器做网站和客户端下载(客户端下载会占用大量流量，当游戏变得流行的时候)。我们的客户端有22MB，有时候会有400GB/月的传输量。而我们还没有很流行(仍然)。另一件事，我们不需要另一台专用服务器开启这个工程。ADSL/cable服务器可以胜任，直到你的同时在线人数达到20~30。然后要么找一个友好的主机公司，用广告交换免费主机，要么就只能自己掏腰包了。
- 制作一个MMORPG很有趣。
这不是真的。你可能认为每个人都会赏识你，玩家会支持你，你标新立异，并且，当然，很多玩家都玩你的游戏。玩家可能让人讨厌。即使是完全免费的游戏，他们也能找到理由抱怨。更糟糕的是人们经常会抱怨矛盾的事。战士会抱怨升级太难，商人会对战士掠夺大量钱财很失望。如果你减少怪物掉落物品，有些玩家就会威胁说要退出游戏。如果你增加，同样的一群人会不满新手能更简单赚钱的事实。 真是左右为难。改革和改进是必须的。如果你决定改变某些东西，例如给加工物品增加挑战性，有些人会说太难了。如果你不做，他们又会说太简单无味。你会发现满意的玩家通常不会说什么并且感到满意，同时破坏者会怨声载道。
MMORPG的经济比单机版难以平衡的多。在单机游戏，你可以逐渐改良武器，只要玩家进展，他/她可以使用更好的装备，丢弃(或者卖掉)旧的。另一方面，在多人游戏里，这种观点不成立，因为每个人都试图得到最好的武器，而跳过低等级武器。大部分玩家宁可空手省钱，直到他们能买游戏中最好的武器。经济系统设计要参考相关的文章。
迄今为止我列举的所有事情，加上额外的工作和挑战，足以让你在决定涉足这个工程之前三思而行。你必须知道你的决定意味着什么。
总结希望这篇文章能给你足够的知识。我的下一篇文章将介绍如何建立一个经济系统(更明确的，要避免哪些错误)，还有一些调试服务器和客户端的信息。
关于作者这篇文章作者是 Radu Privantu, 永恒大陆(Eternal Lands) www.eternal-lands.com的主程序和项目规划, 永恒大陆是一款免费，客户端开源的MMORPG。作者可以通过 chaos_rift at yahoo dot com 联系。 |
posted on 2009-01-23 13:36
小王 阅读(1437)
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游戏服务器端开发