1. 研究目的与意义
随着电脑技术的发展，技术的不断提升，游戏开发环境不断完善，电脑游戏已经成为大众化的娱乐方式之一。从早期的二维游戏到现在的三维游戏，玩家对游戏的要求越来越高，以往的二维游戏已经难以满足玩家的需求。
游戏从二维向三维发展已经成为必然趋势，Unity3D正是一个3D游戏开发平台。早期游戏实现功能只能依靠开发者独立开发的轻量级游戏引擎,在 Directx,OpenGL等图形库的基础上实现模型和图片加载,引擎功能和属性都需要程序员使用代码实现,期间存在着大量的重复劳动。同时缺乏可视化游戏调试界面,开发出来的游戏玩法单一,游戏规模小,随着硬件性能提高和游戏引擎的出现,后期游戏开发方法得到革命性转变, unity引擎减少了大量的多余工作量,缩短了开发周期和成本。Unity包含了图形，音频，物理，网络等多方面的支持，并且有一个非常强大的编辑器整合这一切，非常适合游戏开发。
2. 课题关键问题和重难点
本课题拟完成一个一个基于unity引擎，可以进行多人联机的枪战游戏，完成客户端和服务端的编程。游戏分为团队模式和个人模式。玩家可以选择不同的游戏模式与不同的地图，和实力水平相近的对手进行匹配，完成游戏对局。
本课题的关键：
1. 联机双方的游戏同步
3. 国内外研究现状（文献综述）
随着电脑技术的发展，网络带宽的提升，射击类游戏也获得了极大的提升。与此同时，游戏产业也在蓬勃发展，全球市场中，策略类，射击类，角色扮演类游戏深受玩家青睐，此三大类游戏占比超65%。在过去游戏制作都是二维的，随着技术发展，三维游戏制作逐渐成为主流。1993年10月IDSoft公司发行的《德国总部3D》被认为是第一款射击类游戏，开创了一个全新的游戏模式，即第一人称射击游戏，这款游戏并不是真整的3D游戏，只是利用射线追踪算法制作的伪3D效果[1]。游戏引擎是缩短游戏开发周期，提高效率的关键。世界上的游戏引擎数量有上百种，著名的有Unreal,CryEngine,Unity3D等。Unity3D作为一款轻重量级的游戏引擎，在场景渲染与交互方面表现极为突出[2]，以及其跨平台能力，使其在游戏引擎中一枝独秀[3]。
与传统的RPG游戏不同，射击类游戏的玩家更希望与其他玩家互动。这就与以往的的单机游戏不同，需要考虑到游戏同步问题。现存的主流同步方式有状态同步和帧同步[4],二者各有优劣。状态同步相对安全[5]，游戏逻辑在服务端，增加服务器压力。帧同步的游戏逻辑放在客户端，服务器只转发操作，不做任何处理，服务器压力小。由于枪战游戏的特殊性，玩家更追求游戏体验感，采用状态同步无法及时使得玩家获得反馈，所以大都采用帧同步的方式。然而帧同步存在安全性问题，由于游戏逻辑放在客户端，就使得作弊变得更加容易。对于多人在线游戏这种玩法,服务端设计是个难点。参考文献[6]，服务器端的架构应该考虑稳定性，可扩展和伸缩性。服务器设计为一个分发总服务器和多个子服务器。总服务器用于处理登陆注册之类的统一行为，子服务器是虚拟服务器，是游戏的逻辑处理服务器，每一个对局分配一个子服务器去处理游戏逻辑。作为具有竞技性质的游戏，能够尽可能准确地衡量玩家的实力是必不可少的。市面是比较火的游戏如LOL,CSGO,王者荣耀等，都使用了ELO算法评测玩家实力。ELO最初为国际象棋提出的伊洛评级体系[7],已经成为体育、经济和游戏领域最重要的评级体系之一[8]。国际象棋是一对一的游戏模式，而在游戏中还会存在多对多的团队游戏模式，这种情况下最初的ELO机制就有所不足。在文献[9]中，提出elo收敛过慢的问题，引入连胜和连败加速收敛，并且提出贪心匹配算法解决团队匹配的问题。每个玩家提供一个可匹配范围d,双方分差在范围d内即可完成匹配。极端情况下，当前加入匹配队列的玩家分差大于d，则无法完成匹配。故d的值将随玩家在匹配队列中的时间增长而扩大，直到完成匹配为止。ELO是零和的[10]，胜利方增加的积分来自失败方扣除的积分，这就会导致低分段的玩家只能和低分段玩家进行游戏，很难跳出低分段。所以为了打破零和，低分段玩家也有机会跳出自己的分段进行游戏，对于低分玩家战胜高分玩家给与更多的积分，失败则减少较少的积分。在进行大量对局后，elo分收敛结束后，再进行对局，elo分数基本不会有变化，这对玩家来说过于冷酷。所以仿照《王者荣耀》引入段位系统以一种模糊的方式告知玩家实力，将elo分隐藏。
4. 研究方案
1. 系统功能结构
系统总体功能结构如图1所示
5. 工作计划
2022-2022-1学期：
第15-16周：完成选题，查阅相关中英文资料。
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