Создайте многопользовательскую автомобильную игру с помощью PUN 2

Создание многопользовательской игры в Unity — сложная задача, но, к счастью, несколько решений упрощают процесс разработки.

Одним из таких решений является Photon Network. В частности, последняя версия их API под названием PUN 2 заботится о хостинге сервера и дает вам возможность создавать многопользовательскую игру так, как вы хотите.

В этом уроке я покажу, как создать простую автомобильную игру с синхронизацией физики с помощью PUN 2.

Unity версия, используемая в этом руководстве: Unity 2018.3.0f2 (64-разрядная версия)

Часть 1. Настройка PUN 2

Первым шагом является загрузка пакета PUN 2 с Asset Store. Он содержит все скрипты и файлы, необходимые для многопользовательской интеграции.

• Откройте проект Unity, затем перейдите в Asset Store: (Окно -> Общие -> AssetStore) или нажмите Ctrl+9.
• Найдите "PUN 2- Free", затем нажмите на первый результат или нажмите здесь.
• Импортируйте пакет PUN 2 после завершения загрузки.

• После импорта пакета вам необходимо создать идентификатор приложения Photon. Это делается на их веб-сайте: https://www.photonengine.com/
• Создайте новую учетную запись (или войдите в существующую учетную запись)
• Перейдите на страницу «Приложения», щелкнув значок профиля, а затем "Your Applications" или перейдите по этой ссылке: https://dashboard.photonengine.com/en-US/PublicCloud
• На странице «Приложения» нажмите "Create new app"

• На странице создания в поле «Тип фотона» выберите "Photon Realtime", а в поле «Имя» введите любое имя и нажмите кнопку. "Create"

Как видите, приложение по умолчанию использует бесплатный план. Подробнее о тарифных планах можно прочитать здесь.

• После создания приложения скопируйте идентификатор приложения, расположенный под именем приложения.

• Вернитесь к своему проекту Unity, затем перейдите в Window -> Photon Unity Networking -> PUN Wizard.
• В мастере PUN нажмите "Setup Project", вставьте свой идентификатор приложения, затем нажмите "Setup Project"

каламбур 2 готов!

Часть 2. Создание многопользовательской автомобильной игры

1. Настройка лобби

Начнем с создания сцены лобби, которая будет содержать логику лобби (просмотр существующих комнат, создание новых комнат и т. д.):

• Создайте новую сцену и назовите ее "GameLobby"
• В сцене "GameLobby" создайте новый GameObject и назовите его "_GameLobby"
• Создайте новый скрипт C# и назовите его "PUN2_GameLobby", а затем прикрепите его к объекту "_GameLobby".
• Вставьте приведенный ниже код в скрипт "PUN2_GameLobby".

PUN2_GameLobby.cs

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using Photon.Pun;
using Photon.Realtime;

public class PUN2_GameLobby : MonoBehaviourPunCallbacks
{

    //Our player name
    string playerName = "Player 1";
    //Users are separated from each other by gameversion (which allows you to make breaking changes).
    string gameVersion = "1.0";
    //The list of created rooms
    List<RoomInfo> createdRooms = new List<RoomInfo>();
    //Use this name when creating a Room
    string roomName = "Room 1";
    Vector2 roomListScroll = Vector2.zero;
    bool joiningRoom = false;

    // Use this for initialization
    void Start()
    {
        //Initialize Player name
        playerName = "Player " + Random.Range(111, 999);

        //This makes sure we can use PhotonNetwork.LoadLevel() on the master client and all clients in the same room sync their level automatically
        PhotonNetwork.AutomaticallySyncScene = true;

        if (!PhotonNetwork.IsConnected)
        {
            //Set the App version before connecting
            PhotonNetwork.PhotonServerSettings.AppSettings.AppVersion = gameVersion;
            PhotonNetwork.PhotonServerSettings.AppSettings.FixedRegion = "eu";
            // Connect to the photon master-server. We use the settings saved in PhotonServerSettings (a .asset file in this project)
            PhotonNetwork.ConnectUsingSettings();
        }
    }

    public override void OnDisconnected(DisconnectCause cause)
    {
        Debug.Log("OnFailedToConnectToPhoton. StatusCode: " + cause.ToString() + " ServerAddress: " + PhotonNetwork.ServerAddress);
    }

    public override void OnConnectedToMaster()
    {
        Debug.Log("OnConnectedToMaster");
        //After we connected to Master server, join the Lobby
        PhotonNetwork.JoinLobby(TypedLobby.Default);
    }

    public override void OnRoomListUpdate(List<RoomInfo> roomList)
    {
        Debug.Log("We have received the Room list");
        //After this callback, update the room list
        createdRooms = roomList;
    }

    void OnGUI()
    {
        GUI.Window(0, new Rect(Screen.width / 2 - 450, Screen.height / 2 - 200, 900, 400), LobbyWindow, "Lobby");
    }

    void LobbyWindow(int index)
    {
        //Connection Status and Room creation Button
        GUILayout.BeginHorizontal();

        GUILayout.Label("Status: " + PhotonNetwork.NetworkClientState);

        if (joiningRoom || !PhotonNetwork.IsConnected || PhotonNetwork.NetworkClientState != ClientState.JoinedLobby)
        {
            GUI.enabled = false;
        }

        GUILayout.FlexibleSpace();

        //Room name text field
        roomName = GUILayout.TextField(roomName, GUILayout.Width(250));

        if (GUILayout.Button("Create Room", GUILayout.Width(125)))
        {
            if (roomName != "")
            {
                joiningRoom = true;

                RoomOptions roomOptions = new RoomOptions();
                roomOptions.IsOpen = true;
                roomOptions.IsVisible = true;
                roomOptions.MaxPlayers = (byte)10; //Set any number

                PhotonNetwork.JoinOrCreateRoom(roomName, roomOptions, TypedLobby.Default);
            }
        }

        GUILayout.EndHorizontal();

        //Scroll through available rooms
        roomListScroll = GUILayout.BeginScrollView(roomListScroll, true, true);

        if (createdRooms.Count == 0)
        {
            GUILayout.Label("No Rooms were created yet...");
        }
        else
        {
            for (int i = 0; i < createdRooms.Count; i++)
            {
                GUILayout.BeginHorizontal("box");
                GUILayout.Label(createdRooms[i].Name, GUILayout.Width(400));
                GUILayout.Label(createdRooms[i].PlayerCount + "/" + createdRooms[i].MaxPlayers);

                GUILayout.FlexibleSpace();

                if (GUILayout.Button("Join Room"))
                {
                    joiningRoom = true;

                    //Set our Player name
                    PhotonNetwork.NickName = playerName;

                    //Join the Room
                    PhotonNetwork.JoinRoom(createdRooms[i].Name);
                }
                GUILayout.EndHorizontal();
            }
        }

        GUILayout.EndScrollView();

        //Set player name and Refresh Room button
        GUILayout.BeginHorizontal();

        GUILayout.Label("Player Name: ", GUILayout.Width(85));
        //Player name text field
        playerName = GUILayout.TextField(playerName, GUILayout.Width(250));

        GUILayout.FlexibleSpace();

        GUI.enabled = (PhotonNetwork.NetworkClientState == ClientState.JoinedLobby || PhotonNetwork.NetworkClientState == ClientState.Disconnected) && !joiningRoom;
        if (GUILayout.Button("Refresh", GUILayout.Width(100)))
        {
            if (PhotonNetwork.IsConnected)
            {
                //Re-join Lobby to get the latest Room list
                PhotonNetwork.JoinLobby(TypedLobby.Default);
            }
            else
            {
                //We are not connected, estabilish a new connection
                PhotonNetwork.ConnectUsingSettings();
            }
        }

        GUILayout.EndHorizontal();

        if (joiningRoom)
        {
            GUI.enabled = true;
            GUI.Label(new Rect(900 / 2 - 50, 400 / 2 - 10, 100, 20), "Connecting...");
        }
    }

    public override void OnCreateRoomFailed(short returnCode, string message)
    {
        Debug.Log("OnCreateRoomFailed got called. This can happen if the room exists (even if not visible). Try another room name.");
        joiningRoom = false;
    }

    public override void OnJoinRoomFailed(short returnCode, string message)
    {
        Debug.Log("OnJoinRoomFailed got called. This can happen if the room is not existing or full or closed.");
        joiningRoom = false;
    }

    public override void OnJoinRandomFailed(short returnCode, string message)
    {
        Debug.Log("OnJoinRandomFailed got called. This can happen if the room is not existing or full or closed.");
        joiningRoom = false;
    }

    public override void OnCreatedRoom()
    {
        Debug.Log("OnCreatedRoom");
        //Set our player name
        PhotonNetwork.NickName = playerName;
        //Load the Scene called Playground (Make sure it's added to build settings)
        PhotonNetwork.LoadLevel("Playground");
    }

    public override void OnJoinedRoom()
    {
        Debug.Log("OnJoinedRoom");
    }
}

2. Создание префаба автомобиля

Префаб Car будет использовать простой физический контроллер.

• Создайте новый GameObject и назовите его "CarRoot"
• Создайте новый куб и переместите его внутрь объекта "CarRoot", а затем увеличьте его по осям Z и X.

• Создайте новый GameObject и назовите его "wfl" (сокращение от Wheel Front Left).
• Добавьте компонент Wheel Collider к объекту "wfl" и установите значения с изображения ниже:

• Создайте новый GameObject, переименуйте его в "WheelTransform", затем переместите внутрь объекта "wfl".
• Создайте новый цилиндр, переместите его внутрь объекта "WheelTransform", затем поверните и уменьшите его, пока он не будет соответствовать размерам Wheel Collider. В моем случае масштаб (1, 0,17, 1)

• Наконец, продублируйте объект "wfl" 3 раза для остальных колес и переименуйте каждый объект в "wfr" (колесо переднее правое), "wrr" (колесо заднее правое) и "wrl" (колесо заднее левое) соответственно.

• Создайте новый скрипт, назовите его "SC_CarController" и вставьте в него приведенный ниже код:

SC_CarController.cs

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class SC_CarController : MonoBehaviour
{
    public WheelCollider WheelFL;
    public WheelCollider WheelFR;
    public WheelCollider WheelRL;
    public WheelCollider WheelRR;
    public Transform WheelFLTrans;
    public Transform WheelFRTrans;
    public Transform WheelRLTrans;
    public Transform WheelRRTrans;
    public float steeringAngle = 45;
    public float maxTorque = 1000;
    public  float maxBrakeTorque = 500;
    public Transform centerOfMass;

    float gravity = 9.8f;
    bool braked = false;
    Rigidbody rb;
    
    void Start()
    {
        rb = GetComponent<Rigidbody>();
        rb.centerOfMass = centerOfMass.transform.localPosition;
    }

    void FixedUpdate()
    {
        if (!braked)
        {
            WheelFL.brakeTorque = 0;
            WheelFR.brakeTorque = 0;
            WheelRL.brakeTorque = 0;
            WheelRR.brakeTorque = 0;
        }
        //Speed of car, Car will move as you will provide the input to it.

        WheelRR.motorTorque = maxTorque * Input.GetAxis("Vertical");
        WheelRL.motorTorque = maxTorque * Input.GetAxis("Vertical");

        //Changing car direction
        //Here we are changing the steer angle of the front tyres of the car so that we can change the car direction.
        WheelFL.steerAngle = steeringAngle * Input.GetAxis("Horizontal");
        WheelFR.steerAngle = steeringAngle * Input.GetAxis("Horizontal");
    }
    void Update()
    {
        HandBrake();

        //For tyre rotate
        WheelFLTrans.Rotate(WheelFL.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        WheelFRTrans.Rotate(WheelFR.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        WheelRLTrans.Rotate(WheelRL.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        WheelRRTrans.Rotate(WheelRL.rpm / 60 * 360 * Time.deltaTime, 0, 0);
        //Changing tyre direction
        Vector3 temp = WheelFLTrans.localEulerAngles;
        Vector3 temp1 = WheelFRTrans.localEulerAngles;
        temp.y = WheelFL.steerAngle - (WheelFLTrans.localEulerAngles.z);
        WheelFLTrans.localEulerAngles = temp;
        temp1.y = WheelFR.steerAngle - WheelFRTrans.localEulerAngles.z;
        WheelFRTrans.localEulerAngles = temp1;
    }
    void HandBrake()
    {
        //Debug.Log("brakes " + braked);
        if (Input.GetButton("Jump"))
        {
            braked = true;
        }
        else
        {
            braked = false;
        }
        if (braked)
        {

            WheelRL.brakeTorque = maxBrakeTorque * 20;//0000;
            WheelRR.brakeTorque = maxBrakeTorque * 20;//0000;
            WheelRL.motorTorque = 0;
            WheelRR.motorTorque = 0;
        }
    }
}

• Прикрепите скрипт SC_CarController к объекту "CarRoot".
• Присоедините компонент Rigidbody к объекту "CarRoot" и измените его массу на 1000.
• Назначьте переменные колеса в SC_CarController (Коллайдер колес для первых четырех переменных и WheelTransform для остальных четырех)

• Для переменной Center of Mass создайте новый GameObject, назовите его "CenterOfMass" и переместите его внутрь объекта "CarRoot".
• Поместите объект "CenterOfMass" посередине и немного вниз, вот так:

• Наконец, в целях тестирования переместите основную камеру внутрь объекта "CarRoot" и наведите ее на машину:

• Создайте новый скрипт, назовите его "PUN2_CarSync" и вставьте в него приведенный ниже код:

PUN2_CarSync.cs

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using Photon.Pun;

public class PUN2_CarSync : MonoBehaviourPun, IPunObservable
{
    public MonoBehaviour[] localScripts; //Scripts that should only be enabled for the local player (Ex. Car controller)
    public GameObject[] localObjects; //Objects that should only be active for the local player (Ex. Camera)
    public Transform[] wheels; //Car wheel transforms

    Rigidbody r;
    // Values that will be synced over network
    Vector3 latestPos;
    Quaternion latestRot;
    Vector3 latestVelocity;
    Vector3 latestAngularVelocity;
    Quaternion[] wheelRotations = new Quaternion[0];
    // Lag compensation
    float currentTime = 0;
    double currentPacketTime = 0;
    double lastPacketTime = 0;
    Vector3 positionAtLastPacket = Vector3.zero;
    Quaternion rotationAtLastPacket = Quaternion.identity;
    Vector3 velocityAtLastPacket = Vector3.zero;
    Vector3 angularVelocityAtLastPacket = Vector3.zero;

    // Use this for initialization
    void Awake()
    {
        r = GetComponent<Rigidbody>();
        r.isKinematic = !photonView.IsMine;
        for (int i = 0; i < localScripts.Length; i++)
        {
            localScripts[i].enabled = photonView.IsMine;
        }
        for (int i = 0; i < localObjects.Length; i++)
        {
            localObjects[i].SetActive(photonView.IsMine);
        }
    }

    public void OnPhotonSerializeView(PhotonStream stream, PhotonMessageInfo info)
    {
        if (stream.IsWriting)
        {
            // We own this player: send the others our data
            stream.SendNext(transform.position);
            stream.SendNext(transform.rotation);
            stream.SendNext(r.velocity);
            stream.SendNext(r.angularVelocity);

            wheelRotations = new Quaternion[wheels.Length];
            for(int i = 0; i < wheels.Length; i++)
            {
                wheelRotations[i] = wheels[i].localRotation;
            }
            stream.SendNext(wheelRotations);
        }
        else
        {
            // Network player, receive data
            latestPos = (Vector3)stream.ReceiveNext();
            latestRot = (Quaternion)stream.ReceiveNext();
            latestVelocity = (Vector3)stream.ReceiveNext();
            latestAngularVelocity = (Vector3)stream.ReceiveNext();
            wheelRotations = (Quaternion[])stream.ReceiveNext();

            // Lag compensation
            currentTime = 0.0f;
            lastPacketTime = currentPacketTime;
            currentPacketTime = info.SentServerTime;
            positionAtLastPacket = transform.position;
            rotationAtLastPacket = transform.rotation;
            velocityAtLastPacket = r.velocity;
            angularVelocityAtLastPacket = r.angularVelocity;
        }
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (!photonView.IsMine)
        {
            // Lag compensation
            double timeToReachGoal = currentPacketTime - lastPacketTime;
            currentTime += Time.deltaTime;

            // Update car position and velocity
            transform.position = Vector3.Lerp(positionAtLastPacket, latestPos, (float)(currentTime / timeToReachGoal));
            transform.rotation = Quaternion.Lerp(rotationAtLastPacket, latestRot, (float)(currentTime / timeToReachGoal));
            r.velocity = Vector3.Lerp(velocityAtLastPacket, latestVelocity, (float)(currentTime / timeToReachGoal));
            r.angularVelocity = Vector3.Lerp(angularVelocityAtLastPacket, latestAngularVelocity, (float)(currentTime / timeToReachGoal));

            //Apply wheel rotation
            if(wheelRotations.Length == wheels.Length)
            {
                for (int i = 0; i < wheelRotations.Length; i++)
                {
                    wheels[i].localRotation = Quaternion.Lerp(wheels[i].localRotation, wheelRotations[i], Time.deltaTime * 6.5f);
                }
            }
        }
    }
}

• Прикрепите скрипт PUN2_CarSync к объекту "CarRoot".
• Прикрепите компонент PhotonView к объекту "CarRoot".
• В PUN2_CarSync назначьте скрипт SC_CarController массиву Local Scripts.
• В PUN2_CarSync назначьте камеру массиву локальных объектов.
• Присвойте объекты WheelTransform массиву Wheels.
• Наконец, назначьте сценарий PUN2_CarSync массиву наблюдаемых компонентов в Photon View.
• Сохраните объект "CarRoot" в Prefab и поместите его в папку Resources (это необходимо для создания объектов по сети).

3. Создание игрового уровня

Игровой уровень — это сцена, которая загружается после присоединения к комнате, где и происходят все действия.

• Создайте новую сцену и назовите ее "Playground" (или, если вы хотите сохранить другое имя, обязательно измените имя в этой строке PhotonNetwork.LoadLevel("Playground"); в PUN2_GameLobby.cs).

В моем случае я буду использовать простую сцену с плоскостью и несколькими кубами:

• Создайте новый скрипт и назовите его PUN2_RoomController (этот скрипт будет обрабатывать логику внутри комнаты, например, создавать игроков, показывать список игроков и т. д.), а затем вставьте в него приведенный ниже код:

PUN2_RoomController.cs

using UnityEngine;
using Photon.Pun;

public class PUN2_RoomController : MonoBehaviourPunCallbacks
{

    //Player instance prefab, must be located in the Resources folder
    public GameObject playerPrefab;
    //Player spawn point
    public Transform[] spawnPoints;

    // Use this for initialization
    void Start()
    {
        //In case we started this demo with the wrong scene being active, simply load the menu scene
        if (PhotonNetwork.CurrentRoom == null)
        {
            Debug.Log("Is not in the room, returning back to Lobby");
            UnityEngine.SceneManagement.SceneManager.LoadScene("GameLobby");
            return;
        }

        //We're in a room. spawn a character for the local player. it gets synced by using PhotonNetwork.Instantiate
        PhotonNetwork.Instantiate(playerPrefab.name, spawnPoints[Random.Range(0, spawnPoints.Length - 1)].position, spawnPoints[Random.Range(0, spawnPoints.Length - 1)].rotation, 0);
    }

    void OnGUI()
    {
        if (PhotonNetwork.CurrentRoom == null)
            return;

        //Leave this Room
        if (GUI.Button(new Rect(5, 5, 125, 25), "Leave Room"))
        {
            PhotonNetwork.LeaveRoom();
        }

        //Show the Room name
        GUI.Label(new Rect(135, 5, 200, 25), PhotonNetwork.CurrentRoom.Name);

        //Show the list of the players connected to this Room
        for (int i = 0; i < PhotonNetwork.PlayerList.Length; i++)
        {
            //Show if this player is a Master Client. There can only be one Master Client per Room so use this to define the authoritative logic etc.)
            string isMasterClient = (PhotonNetwork.PlayerList[i].IsMasterClient ? ": MasterClient" : "");
            GUI.Label(new Rect(5, 35 + 30 * i, 200, 25), PhotonNetwork.PlayerList[i].NickName + isMasterClient);
        }
    }

    public override void OnLeftRoom()
    {
        //We have left the Room, return back to the GameLobby
        UnityEngine.SceneManagement.SceneManager.LoadScene("GameLobby");
    }
}

• Создайте новый GameObject в сцене "Playground" и назовите его "_RoomController"
• Прикрепите сценарий PUN2_RoomController к объекту _RoomController.
• Назначьте префаб Car и SpawnPoints, затем сохраните сцену.

• Добавьте сцены GameLobby и Playground в настройки сборки:

4. Создание тестовой сборки

Теперь пришло время сделать сборку и протестировать ее:

Все работает так, как ожидалось!