UE4でマルチプレイヤーゲームを作ろう

UE4でマルチプレイヤーゲームを作ろう
UE4でマルチプレイゲームをつくろう Epic Games Japan Support Engineer Takashi Suzuki V1.0 Sep 2019
#UE4 | @UNREALENGINE 自己紹介エピックゲームズジャパンサポートエンジニア鈴木孝司 2019年6月から現職アーケード向け、家庭用、VR向けなどいろいろなゲームを作ってきました UnrealEngineは無料化直後から触っています
#UE4 | @UNREALENGINE マルチプレイヤーゲーム楽しんでますか？
#UE4 | @UNREALENGINE 昨今は様々なマルチプレイ対応ゲームがリリースされ、老若男女地域を問わず楽しまれています
#UE4 | @UNREALENGINE Fortniteも絶賛サービス中です
#UE4 | @UNREALENGINE eSportsにとってもマルチプレイは重要な要素です
#UE4 | @UNREALENGINE マルチプレイは楽しい
#UE4 | @UNREALENGINE UE4を使えばある程度エンジンが面倒を見てくれます
#UE4 | @UNREALENGINE 実際に作ってみると
#UE4 | @UNREALENGINE ローカルでは動いたのに、いざマルチで実際に動かしたら上手く動かないこっちではドアが開いてるのに、あっちでは開いてないラグい！！！このタイミングで接続/切断されるとバグるどこまでテストすればいいの？再生されるモーションが違うんですが・・・一人用ゲームでは起きない様々な問題が
#UE4 | @UNREALENGINE ソロゲームのX倍テストや実装コストがかかります
#UE4 | @UNREALENGINE ネットワーク通信帯域は有限です
#UE4 | @UNREALENGINE トラブルや疑問があったときの技術情報も見つけにくい気がします
#UE4 | @UNREALENGINE 正しい情報、問題点、セオリーがわかればかなり負担を軽減できます
#UE4 | @UNREALENGINE 本講演の目標
#UE4 | @UNREALENGINE みなさまが楽しいマルチプレイゲームをもっと楽しく作ってもらえるようにする
#UE4 | @UNREALENGINE お品書き学習用リソース機能ウォークスルー動作検証方法ネット処理の流れと単語帳 CharacterMovement ReplicationGraph UE4でマルチプレイゲームを作ろう
#UE4 | @UNREALENGINE 学習用リソース UE4にはエンジンに組み込まれたマルチプレイヤー用の機能があります。マルチプレイ可能なテンプレートプロジェクトやサンプルプロジェクトでそれらについてを学習することができます。
#UE4 | @UNREALENGINE ちょっとだけボリュームが多くなってしまったので、発展的なトピックや詳細に関してはざっと流して進みますスライドはCEDILやSlideShareなどで公開いたしますので、公開後に目を通して頂けると幸いですスライド中にこのような暗い色の文章がありますが、公開スライドは明るく調整したものを用意しますはじめに中辛辛口激辛
#UE4 | @UNREALENGINE 実際触れるサンプル紹介
#UE4 | @UNREALENGINE ThirdPersonテンプレート
#UE4 | @UNREALENGINE Vehicle Advanced テンプレート Net PktLag=200を設定した状態
#UE4 | @UNREALENGINE 他のテンプレートもマルチプレイ対応のものが多いです
#UE4 | @UNREALENGINE 機能別サンプル ( Contents Example )
#UE4 | @UNREALENGINE
#UE4 | @UNREALENGINE ShooterGame
#UE4 | @UNREALENGINE ドキュメント ⚫ UE4公式ドキュメント ⚫ https://docs.unrealengine.com/jp/index.html ⚫ 'Unreal Engine 4' Network Compendium ⚫ http://cedric-neukirchen.net/Downloads/Compendium/UE4_Network_Compendium_by_Cedric_eXi_Neukirchen.pdf ⚫ EpicWiki ⚫ https://wiki.unrealengine.com/index.php?title=Main_Page ⚫ DedicatedServerGuide ⚫ https://wiki.unrealengine.com/index.php?title=Dedicated_Server_Guide_(Windows_%26_Linux) ⚫ 他多数 ⚫ SlideShare ⚫ https://www.slideshare.net/EpicGamesJapan/online-multiplay-game-design
#UE4 | @UNREALENGINE 機能ウォークスルー UE4にはどんな機能が組み込まれているか見てみましょう
#UE4 | @UNREALENGINE エンジンに統合された通信機能アクターやブループリントといったエンジンの基本的なしくみはすべてネットワークに対応しています特殊な処理を除き、大半をブループリントを用いてネットワーク対応のタイトルを開発することができます
#UE4 | @UNREALENGINE サーバークライアントモデル UE4が提供するネットワークの構造はサーバークライアントモデルですサーバー権限を持ったプロセスは一つです
#UE4 | @UNREALENGINE 大まかに二つの実現方法があります
#UE4 | @UNREALENGINE 兼業サーバー - ListenServer
#UE4 | @UNREALENGINE 兼業サーバー - ListenServer プレイヤーの誰かがサーバーを兼ねる方法コンソールゲームでよく利用されます ⚫ メリット ⚫ サーバーの維持費がかからない ⚫ デメリット ⚫ サーバー役のCPU/通信負荷が高く、通信品質が求められる ⚫ サーバー役とクライアントで有利不利の差がどうしても出てしまう ⚫ サーバー役がいなくなると解散になってしまう ⚫ NAT問題(いわゆるルーター越え問題)
#UE4 | @UNREALENGINE 専業サーバー - DedicatedServer
#UE4 | @UNREALENGINE 専業サーバー - DedicatedServer 余計なものを削ぎ落した専用サーバーを、コンピューターに配置して実行します製品版ではデータセンターに配置されますプレイヤーはすべてクライアントとして接続されます ⚫ メリット ⚫ グラフィックスやサウンドなどの処理を省けるので負荷が低い ⚫ NATの問題が無く、通信障害などが無い限り接続に成功する ⚫ プレイヤー間の優劣が無い ⚫ データセンターへの経路はよく調整されており通信品質が期待できる ⚫ デメリット ⚫ 運用コストがかかる
#UE4 | @UNREALENGINE OnlineSubsystem プラットフォームが提供するマッチングやリーダーボードなどの機能を抽象化して制御できるようにする仕組みです。
#UE4 | @UNREALENGINE リプレイ UE4が提供するリプレイ機能はマルチプレイでやりとりされているパケットデータをストレージに記録して、後でそれを再生する仕組みです。
#UE4 | @UNREALENGINE NetworkProfiler [InstallFolder]¥Engine¥Binaries¥DotNET¥NetworkProfiler.exe
#UE4 | @UNREALENGINE NetworkProfilerでキャプチャする ConsoleCommand netprofileでON/OFFを切り替える CommandLineOption netprofile MyProjServer.exe -networkprofiler=true -log
#UE4 | @UNREALENGINE エンジンが提供する枠組みとしてはこんな感じです
#UE4 | @UNREALENGINE DedicatedServerの話が出たのでちょっと脇道
#UE4 | @UNREALENGINE DedicatedServerのホスティング Dedicatedサーバーを検討する時はサーバー数をユーザーの要求に合わせて自動で増減させること(オートスケーリング)を検討してください弊社Fortniteも社内開発のオートスケーリングシステムをもちいてサーバーをクラウド上で管理運営しています
#UE4 | @UNREALENGINE オートスケーリングソリューション
#UE4 | @UNREALENGINE DedicatedServerの運用コストTIPS 一つのVMインスタンス上にCPUやメモリ、ネットワーク帯域/パケット数が許す限り複数のサーバープロセスを起動させる事が可能です CPUの使用率とパケット数はサーバーのフレームレートに大きく影響を受けます。クライアントとサーバーのフレームレートは一致している必要は無いのでゲームに影響が無い範囲でフレームレートを絞るとコスト的に有利です。 60FPSクライアント 20FPSサーバー 30FPSクライアント Engine.ini NetServerMaxTickRate=30
#UE4 | @UNREALENGINE DedicatedServerの作り方 RunUATやBuildGraphなどを使ってビルドすることができますビルドの前にサーバー用のターゲットスクリプトを確認してください UATを使う場合は以下の様に serverオプションとサーバー用の設定を渡します参考ページ→ https://wiki.unrealengine.com/Dedicated_Server_Guide_(Windows_%26_Linux) RunUAT BuildCookRun -project=W:/workspace/MyProj/MyProj.uproject -noP4 -ue4exe=UE4Editor-Cmd.exe -targetplatform=Win64 -clientconfig=Development -noclient -serverplatform=Win64 -serverconfig=Development+Shipping -server -compile -build -cook -compressed -stage -package -pak -nocompileeditor -utf8output
#UE4 | @UNREALENGINE 【参考】 Epic Online Service (EOS)
#UE4 | @UNREALENGINE Epic Online Service Unreal Engine とは別にエピックゲームズが提供しているゲームサーバーサービス ● 特徴 ● 一般的にプラットフォーム向けのSDKが提供している、マッチング、ユーザー管理、分析、ランキングなどのサービスをプラットフォームに依存しない形(クロスプラットフォーム)で提供し、無料で利用できます ● 現在提供されている機能はまだ一部で、鋭意開発中です ● オープンソースソフトウェアではありません ● このサービスを利用するに当たって、UE4を使う必要はありません他のゲームエンジンやミドルウェアを使用しないタイトルでも問題無く利用可能です ● サーバーは弊社が管理しており、この利用料も発生しません ● DedicatedServerのホスティングは含まれません ● 詳しくはEOSのポータルをご覧ください ● https://dev.epicgames.com/ja/services
#UE4 | @UNREALENGINE 動作検証方法 ThirdPersonTemplateで新規プロジェクトを作った場合を見てみます
#UE4 | @UNREALENGINE かんたん！
#UE4 | @UNREALENGINE Play In Editor (PIE) エディタ上でメモリに読み込まれているアセットを利用できるので、素早くマルチプレイでのレベルを確認するのに有効です。エディタのプロセス上で指定した分のプレイヤー (+DedicatedServer)のワールドを複数生成し直列に処理します。 ※UseSingleProcess : ON 時
#UE4 | @UNREALENGINE New Editor Window 実行の注意点 ⚫ シームレストラベルは無視されます ⚫ ウィンドウを閉じるとすべてのセッションが終わります ⚫ Statsファイルやカウンタがすべてのクライアント分まとまってしまいます
#UE4 | @UNREALENGINE シームレストラベルの動作確認 ※「シームレストラベル」とは通信を維持したままスムーズにレベルを遷移するUE4の仕組みです
#UE4 | @UNREALENGINE SeamlessTravelはPIE非対応
#UE4 | @UNREALENGINE 大丈夫！確認方法があります！ Use Single Process : OFF
#UE4 | @UNREALENGINE 一つのクライアントをPIEで起動し、残りをStandaloneで起動します PIEで起動する一つをクライアントして立ち上げるかサーバーとして立ち上げるかを選択するのがEditorMultiplayerModeです。 PIEで起動しているクライアントはブループリントのデバッグが可能です Use Single Process OFF
#UE4 | @UNREALENGINE 任意タイミングのログイン検証
#UE4 | @UNREALENGINE Auto Connect To Server OFF NewEditorWindow では、指定したプレイヤー数分、ネットワーク非接続の状態でクライアントが起動します。以下の手順でログインのテストが可能です。 1.サーバーになるウィンドウで?listen オプション付きでレベル移動 2.クライアントウィンドウで open 127.0.0.1 と入力しサーバーに接続 open ?listen または open ThirdPersonExample?listen open 127.0.0.1
#UE4 | @UNREALENGINE Standalone起動
#UE4 | @UNREALENGINE Standalone起動注意点！ EditorMultiplayerModeが「Play Offline」だと強制シングルプレイになってしまいます UseSingleProcessのチェックを外して Play Offline以外に変更してください
#UE4 | @UNREALENGINE Standalone起動でのマルチプレイ確認複数のプロセスを立ち上げてパッケージビルドに近い形でテストが可能です SeamlessTravelなども確認可能です AutoConnectServerオプションやUseDedicatedServerなどにも対応していますサーバーのポートはAdvancedOption内で指定したものが使われるので (デフォルトで 17777)、任意の接続を試したい場合はなどでポートを指定して接続します欠点としては開発PCのメモリやCPUのリソースを大量に消費することと、それに関連して起動が遅いことです。 Open 127.0.01:17777
#UE4 | @UNREALENGINE ネット処理の流れと用語集
#UE4 | @UNREALENGINE まず1Tickの中でネットワークがどう処理されているのか見てみます
#UE4 | @UNREALENGINE Tickのながれ受信して配達インターネットゲームの更新！情報を集める送信！
#UE4 | @UNREALENGINE 文字で起こしてみる 1. UWorld::Tick 1. UNetworkDriver::TickDispatch 1. Packet受信 > Bunchに分解 1. BunchをActorChannelに流して、プロパティをレプリケート+RPCの実行 2. PostReceivedBunch > RepNotifyを処理 2. タスクグラフのループ 1. RPCの呼び出し (ServerMoveなど) 3. UNetworkDriver::TickFlush 1. BuildConsiderList 考慮するべきNetActorのリストを作る 2. Connection毎のループ 1. PrioritizeActors 2. ProcessePrioritizedActors 1. ActorChannel毎にプロパティの差分を抽出してBunchを書き出す 3. Connection毎のループ - UNetConnection::Tick 1. UNetConnection::FlushNet() こちらもお勧め https://docs.unrealengine.com/ja/Gameplay/Networking/Actors/ReplicationFlow/index.html
#UE4 | @UNREALENGINE はじめましての単語が多くて辛い！
#UE4 | @UNREALENGINE 単語解説・・・というわけでマルチプレイヤーゲームを作成する上で遭遇する謎の単語達をすこし掘り込んで解説していきます各単語の意味を理解することでより適切な設計を行えるようになります Actor編 NetworkDriver編
#UE4 | @UNREALENGINE 単語解説 Actor編 NetworkDriver編
#UE4 | @UNREALENGINE Actor
#UE4 | @UNREALENGINE Actor UE4の基本的なオブジェクトレプリケーション（状態の複製）はこのActor単位で行われますこれらのうちbReplicateフラグが立っているものがエンジンによって複製の対象として処理されます
#UE4 | @UNREALENGINE レプリケートフラグ ONでサーバーからクライアントにアクターが複製されます
#UE4 | @UNREALENGINE 双方向には同期されていないことに注意
#UE4 | @UNREALENGINE bReplicatesフラグの動的切り替えレプリケーションのフラグは実行中に切り替える事が可能です ● False -> True に切り替えた場合 ● リストに登録されて、クライアント上に複製されていなかったアクターがクライアント上に登場します ● True -> False に切り替えた場合 ● リストから削除されてレプリケート対象から除外され CPU負荷と帯域負荷を軽減できます ● 生成されてしまったアクターチャンネルはそのまま維持されます ● 一度複製されたクライアント上のキャラクターは消えません！ ● アクターが破壊された時にレプリケーションフラグが落ちていたとしても ActorChannelの破壊に連動してクライアント上でもアクターは破壊されます
#UE4 | @UNREALENGINE 3秒ごとにフラグ切り替え 15秒後に破壊 TimeはGetGameTImeSinceCreationの値 Server Client サーバークライアント
#UE4 | @UNREALENGINE アクターを削除するときはサーバー上で消せばOK
#UE4 | @UNREALENGINE Role
#UE4 | @UNREALENGINE 役割は大雑把に3種類
#UE4 | @UNREALENGINE 超えらい会社でいうと社長サーバー上に居ていろんな事を言ってくる Authority(権利者) これはイメージです(強調)
#UE4 | @UNREALENGINE ちょっと裁量権がある会社でいうと係長社長にすこしモノ言うことができる AutonomousProxy(自立代理人) グレイマン係長
#UE4 | @UNREALENGINE 裁量権が無く社長の言う通り動く会社でいうと社員社長に直接なにかを進言することはできない SimulateProxy(したっぱ) 写真はイメージです
#UE4 | @UNREALENGINE displayall Pawn Role サーバークライアント
#UE4 | @UNREALENGINE displayall Pawn Role サーバークライアント
#UE4 | @UNREALENGINE ローカルか否か Server Client PlayerController &Pawn Role Authority AutonomousProxy RemoteRole AutonomousProxy Authority Replicateが設定されているActor Role Authority SimulateProxy RemoteRole SimulateProxy Authority Replicateが設定されていない静的なアクター Role Authority None RemoteRole None Authority Replicateナシローカルで生成 Role Authority Authority RemoteRole None None
#UE4 | @UNREALENGINE サーバーにバレずに作ったアクターはクライアントのもの
#UE4 | @UNREALENGINE NetDormancy 休眠状態
#UE4 | @UNREALENGINE 用がない場合は休む
#UE4 | @UNREALENGINE 3分 3分
#UE4 | @UNREALENGINE 3分 3分プロパティが変更されると、変更情報がクライアントに送信されます変更がないときは・・・？
#UE4 | @UNREALENGINE 3分 3分変化していないのに関わらず、変更がないことを何回も何回もチェックされています要チェックや !!
#UE4 | @UNREALENGINE 3分 3分休眠中休眠中
#UE4 | @UNREALENGINE 休眠状態 NetDormant/NetDormancy サーバー上でAActror::SetNetDormancyなどを利用して休眠状態を設定し、レプリケーション処理のチェック対象から除外し負荷を軽減する最適化用の機能実際に休眠状態に入るためには、レプリケートするべきプロパティが無い状態を作る必要があります。
#UE4 | @UNREALENGINE 休眠状態 NetDormancy 一度休眠状態に入ったアクターはFlushNetDormancy()が呼ばれると眠りから覚めますこの関数ははプロパティの変更などによってエンジンから呼び出されますつまり休眠状態はある程度自動で動作します一定時間変更が加わらない可能性があるアクターは休眠状態への移行を要求することでレプリケーションの処理時間を軽減することができます。プロパティの変化が激しいアクターに適用すると状態移行チェックの負荷が加わってしまうだけになります
#UE4 | @UNREALENGINE 休眠状態の設定値備考 DORM_Never DORM_Awakeと同等 DORM_Awake(Default) 休眠状態なら復帰し休眠状態に入らない。 DORM_DormantAll 休眠状態へのチェックを行い条件を満たせば休眠状態に移行する DORM_DormantPartial Connection毎に挙動を切り替えることができる模様 AActor::GetNetDormancyの実装が必要 DORM_Initial 初期状態でNetActorListから除外され休眠状態に入る FlushNetDormancyが呼ばれるとDORM_DormantAllに移行する
#UE4 | @UNREALENGINE ほとんど変化が無いアクターはDormantAll さらにレベル配置物は Initialがお勧め
#UE4 | @UNREALENGINE NetRelevancy 関係性
#UE4 | @UNREALENGINE 興味がないものは省いて省エネする
#UE4 | @UNREALENGINE 関連性 NetRelevancy サーバー上でConnection毎に距離などを考慮してそのアクターをレプリケートするべきか判断する仕組み。レプリケーション処理の中では、アクターが列挙されて優先順位別にならんだあと、実際にプロパティを調べる直前にAActor::IsNetRelevantForを通じてチェックされます。 NetActor リスト生成優先順位ソート関連性チェック変更差分の取得と送信
#UE4 | @UNREALENGINE 距離カリングとAlwaysRelevant AActor::IsNetRelevantFor()では距離ベースのカリングが行われますそのパラメータがNetCullDistancSquaredです 225,000,000 cm^2 = 15,000 cm = 150m この距離カリングなどすべて無効にして常にカリングされないようにするプロパティが AlwaysRelevantです。
#UE4 | @UNREALENGINE NetPriority 通信優先度
#UE4 | @UNREALENGINE 限られたパイプになにを優先して流すか
#UE4 | @UNREALENGINE NetPriority レプリケートされる優先順位を決めるパラメータ値が高いほど処理列の先頭側にソートされ、相対的に高頻度でレプリケートされます実際にソートに使われる値は NetPriority値 × (前回送信時からの経過時間+向きや距離などの係数) 「特定の条件時は、今回のTickの中でパケットに乗るようにしたい」というような要求に答える場合は、後述のForceNetUpdateに加えて、NetPriorityを変更するかAActor::GetNetPriorityをオーバーライドして実現することが可能です
#UE4 | @UNREALENGINE Pawn P:4 t:1 = 4 Pawn P:4 t:1 = 4 A P:1 t:4 = 4 B P:1 t:3 = 3 C P:1 t:2 = 2 C P:1 t:1 = 1Frame 1 Pawn P:4 t:1 = 4 Pawn P:4 t:1 = 4 A P:1 t:1 = 1 B P:1 t:4 = 4 C P:1 t:3 = 3 C P:1 t:2 = 2Frame 2 Pawn P:4 t:1 = 4 Pawn P:4 t:1 = 4 A P:1 t:2 = 2 B P:1 t:1 = 1 C P:1 t:4 = 4 C P:1 t:3 = 3Frame 3 Pawn P:4 t:1 = 4 Pawn P:4 t:1 = 4 A P:1 t:3 = 3 B P:1 t:2 = 2 C P:1 t:1 = 1 C P:1 t:4 = 4Frame 4 送信！次のTickに持ち越し
#UE4 | @UNREALENGINE NetUpdateFrequency 送信チェック頻度
#UE4 | @UNREALENGINE 遅れても良いものは毎Tick送らなくてよいです
#UE4 | @UNREALENGINE サーバークライアント
#UE4 | @UNREALENGINE NetUpdateFrequency アクターのレプリケーション頻度単位は「回/s」です一度アクターのレプリケーションが行われると、このパラメータの逆数時間、レプリケーション考慮リストから除外されます素早い反応が不要なアクターはこの頻度を下げることで CPUおよび帯域幅を削減可能です混乱しやすいのですが、AActor::ForceNetUpdateはこのインターバル時間をリセットする関数です。
#UE4 | @UNREALENGINE Min Net Update Frequency とは MinNetUpdateFrequencyは「AdaptiveNetUpdateFrequency」が有効なときだけ使われるパラメータですこの機能はデフォルトでOFFですこれは実際にレプリケートされた間隔の実績値に合わせて、 Min~とNetUpdateFrequencyの間でパラメータを自動調節する機能です
#UE4 | @UNREALENGINE NetLoadOnClient
#UE4 | @UNREALENGINE レベルに配置されているものをクライアント上で作るかどうか
#UE4 | @UNREALENGINE NetLoadOnClient レベルに含まれるアクターのうち、クライアント上でアクターをワールドに生成するかどうかを示すフラグクライアント上に居てほしくない時にfalseにします代表的なものはGameModeです NetLoadOnClient bReplicates AGameMode false false クライアント上では生まれない ANavigationData false false APlayerState false true レベル初期化時にクライアント上から削除され、サーバーからのレプリケーションで複製されるAGameState false true
#UE4 | @UNREALENGINE Actor編まとめ ⚫ Actorにはネットワーク上での振る舞いを設定したり、パフォーマンスを調整するための設定があります ⚫ 重要なのは複製設定を立てることでサーバーからクライアントにアクターが複製されるということです
#UE4 | @UNREALENGINE 単語解説 Actor編 NetworkDriver編
#UE4 | @UNREALENGINE ここからNetworkDriverとその中身の解説します
#UE4 | @UNREALENGINE NetworkDriver
#UE4 | @UNREALENGINE アンリアル島
#UE4 | @UNREALENGINE NetworkDriver ネットワーク処理の大元です。マルチプレイが要求されると生成されてWorldに紐づけられますクライアントとサーバーの両方がそれぞれNetworkDriverを持ちます
#UE4 | @UNREALENGINE NetConnection
#UE4 | @UNREALENGINE サーバークライアントA NetworkDriver NetworkDriver NetConnection NetConnection NetConnection NetConnection クライアントB NetworkDriver NetConnection クライアントC NetworkDriver NetConnection
#UE4 | @UNREALENGINE NetConnection NetworkDriverとNetworkDriverをつなぐ経路ですクライアントは一つ、サーバーには接続しているプレイヤー数分作られます
#UE4 | @UNREALENGINE PlayerController
#UE4 | @UNREALENGINE リッスンサーバークライアントA NetConnection NetConnection NetConnection NetConnection クライアントB NetConnection クライアントC NetConnection LocalPlayer
#UE4 | @UNREALENGINE APlayerController サーバーにログインしたときに作られますプロパティとしてPlayerというメンバ変数に NetworkConnectionが設定されて1対1でつながります displayall PlayerController Player
#UE4 | @UNREALENGINE PlayerController Advanced ServerRPCやClientRPCが特定の対象だけに届くのは、有効なNetConnectionをPlayerプロパティを持っているかどうかです PawnはPlayerControllerに所持(Possess)されている場合のみ所持元の PlayerControllerがもつNetConnectionを使えます ( APawn::GetNetConnection & APlayerController::GetNetConnection 参照 )
#UE4 | @UNREALENGINE NetConnection PlayerController GetNetConnection NetConnection PlayerController GetNetConnection Pawn GetNetConnection Actor GetNetConnection 送信されない！ RPC RPC RPC
#UE4 | @UNREALENGINE NetworkObjectList
#UE4 | @UNREALENGINE NetworkObjectList NetworkDriverの中にあるネットワークでやりとりしたいアクターのリスト NetworkObjectInfoはその要素の型。前述の通信頻度(NetUpdateFrequency)の計算に用いる変数を持っています NetConnection毎にはもっていない事に注意してください
#UE4 | @UNREALENGINE UActorChannel ChannelIndex FNetworkGUID
#UE4 | @UNREALENGINE 35番 8番 10番 10番 8番 35番 NetConnection
#UE4 | @UNREALENGINE 35番 8番 10番 10番 8番 35番 ChannelIndex ActorChannel
#UE4 | @UNREALENGINE ChannelIndexは ActorChannelの配列番号
#UE4 | @UNREALENGINE ActorChannelとChannelIndex ActorChannelは複製対象のアクター1つに付き1つ割り当てられる経路 ChannelIndexは静的に確保されているチャンネル配列中の配列番号通信先のアクターと、この配列番号で紐づけています net.MaxChannelSize 32768
#UE4 | @UNREALENGINE 35番 8番 10番 10番 8番 35番 FNetworkGUID
#UE4 | @UNREALENGINE FNetworkGUID 32ビット整数のID。これを使ってプロセス間のオブジェクトを紐づけますレベルに配置されているような静的なものは奇数、動的なものは偶数が割り当てられますサーバー側で初めてプロパティとして扱う必要が出たときにObjectに対して割り当てられます複製対象のActorに限らずに、通信内容に含まれるすべてオブジェクトが対象になります。(例えばプレイヤーが立っている床など) net.ListNetGUIDsでどのアクターが登録されているか確認することができます
#UE4 | @UNREALENGINE Blueprintで見てみます
#UE4 | @UNREALENGINE 動かしてみると・・・ Server: PlayerCameraManager1 Client 1: Server: ThirdPersonCharacter Client 1: ThirdPersonCharacter1 Server: Linear_Stair_StaticMesh Client 1: Linear_Stair_StaticMesh Server: Wall11 Client 1: Wall11 Server: LeftArm_StaticMesh Client 1: LeftArm_StaticMesh Server: PlayerState1 Client 1: PlayerState Server: GameNetworkManager Client 1: Server: AbstractNavData-1 Client 1: Server: WorldInfo Client 1: WorldInfo 送り先のワールドに存在しないアクターは NULLになる
#UE4 | @UNREALENGINE Bunch 束
#UE4 | @UNREALENGINE パケット
#UE4 | @UNREALENGINE Bunch UE4のレプリケーション処理から出力されたデータの単位基本的に1ReplicatedActor=1Bunch 一つのパケットに複数のBunchが格納されています各Bunchには前述のChannelIndexが格納されていて、然るべきアクターに届けられます ( UNetConnection::ReceivedPacket 参照) ネットワークに送信されるパケットには複数のBunchが含まれます
#UE4 | @UNREALENGINE 受信応答 ACK/NAK
#UE4 | @UNREALENGINE 受信返答OK/NG - ACK / NAK ACK - ACKnowledgement NAK - Negative-AcKnowledgement ネットワーク処理の中での一般的な単語で UE4の専門用語ではありませんパケットが受信されたかどうかを表しますビット列の形でパケットのヘッダに書き込まれていて、重要なパケットのやり取りが行われたかどうかの確認や、Reliableなやり取りの再送信などに利用されるます
#UE4 | @UNREALENGINE 変数の複製と遠隔関数呼び出し
#UE4 | @UNREALENGINE 遠隔関数呼び出し( RPC )
#UE4 | @UNREALENGINE 「うまく動かないからRPC」は後で困りがちです Multicast
#UE4 | @UNREALENGINE まず変数の複製で出来ないか熟慮しましょう
#UE4 | @UNREALENGINE こういうものはRPC向け ⚫ RPCは「イベント」です ⚫ 10秒後に無くてもいいもの ⚫ 回数が重要なもの ⚫ 音声 ⚫ VFX生成
#UE4 | @UNREALENGINE ReliableRPC 関数呼び出しの直後にいきなり、パケットのバッファに乗りますその分、他の情報が乗るスペースが減るので注意してください非ReliableRPCは呼び出しが間引かれる可能性がありますが、 ReliableRPCは呼び出し回数分かならず処理されます相手からのNak返答によりパケットを再送します Reliableであったとしても距離などでActorChannelが開いていない場合、 RPCは送信されません
#UE4 | @UNREALENGINE RPC RPC RPC RPC レプレプレプレプレプ
#UE4 | @UNREALENGINE RPC RPC RPC RPC 残りレプレプレプレプレプ
#UE4 | @UNREALENGINE RPC RPC RPC RPC レプレプレプレプレプ
#UE4 | @UNREALENGINE 変数の複製 PropertyReplication
#UE4 | @UNREALENGINE 「変数の複製」は裏切らない
#UE4 | @UNREALENGINE ⚫ アクターの状態を表す変数 ⚫ 途中参加したときに復元しないと困るプロパティ ⚫ 10秒後に失われては困るもの ⚫ ライフ ⚫ 所持アイテム ⚫ キャラクターの見た目こういうものは変数の複製向け
#UE4 | @UNREALENGINE 変数の書き換えは慎重に //またはAutonomousProxyからは自動でServerRPCを飛ばすなど Void ASampleActor::SetReplicatedVariable( float InValue ) { if( HasAuthority() ) { ReplicatedValue = InValue; return; } check( Role == ROLE_AutonomousProxy ); //Simulate や None の場合サーバーRPCは送信できない ServerSetReplicatedVariable( InValue ); //ServerRPC } //アクセサを経由して変数を操作するのをオススメします Void ASampleActor::SetReplicatedVariable( float InValue ) { check( HasAuthority() ); //不正な操作が起きないように ReplicatedValue = InValue; }
#UE4 | @UNREALENGINE Driver編まとめ ● Stat netを実行した時に表示されるようなパラメータがドライバーの中で制御されている ● NetworkDriverがレベルに紐づくことによってマルチプレイが実現されている
#UE4 | @UNREALENGINE キャラクタームーブメント一人用ならうまく移動できるのにマルチにすると挙動がおかしい・・・なにが起きているのか見てみましょう
#UE4 | @UNREALENGINE ガクガクしすぎて気分が悪くなってきました
#UE4 | @UNREALENGINE クライアントでアクターの移動移動情報を収集してサーバーに送る移動情報を元にサーバー上で実際に移動してみる移動結果の座標がクライアントが送って来た座標と全然違う！うわ・・・サーバーめっちゃ怒ってる！座標を戻すアクターの移動移動情報うそつき！
#UE4 | @UNREALENGINE サーバー上でも「移動」します！
#UE4 | @UNREALENGINE 移動情報の送信 void ServerMove( float TimeStamp, FVector_NetQuantize10 InAccel, //量子化された加速度精度は 1mm/s^2 FVector_NetQuantize100 ClientLoc, //量子化された位置精度は 0.1mm uint8 CompressedMoveFlags, //移動フラグジャンプ上昇中とか uint8 ClientRoll, //オイラー表現 ControlRotationのRoll uint32 View, //オイラー表現 ControlRotationのYawとPitch UPrimitiveComponent* ClientMovementBase,//どのプリミティブ上に立っているか FName ClientBaseBoneName, //MovementBaseのどのBoneに立っているか uint8 ClientMovementMode //クライアント上でのMovementMode );
#UE4 | @UNREALENGINE void ServerMove( float TimeStamp, FVector_NetQuantize10 InAccel, //量子化された加速度精度は 1mm/s^2 FVector_NetQuantize100 ClientLoc, //量子化された位置精度は 0.1mm uint8 CompressedMoveFlags, //移動フラグジャンプ上昇中とか uint8 ClientRoll, //オイラー表現 ControlRotationのRoll uint32 View, //オイラー表現 ControlRotationのYawとPitch UPrimitiveComponent* ClientMovementBase,//どのプリミティブ上に立っているか FName ClientBaseBoneName, //MovementBaseのどのBoneに立っているか uint8 ClientMovementMode //クライアント上でのMovementMode ); 移動情報の送信クライアント上のワールド時間加速ベクトルカメラの向きボタン入力など
#UE4 | @UNREALENGINE void ServerMove( float TimeStamp, FVector_NetQuantize10 InAccel, //量子化された加速度精度は 1mm/s^2 FVector_NetQuantize100 ClientLoc, //量子化された位置精度は 0.1mm uint8 CompressedMoveFlags, //移動フラグジャンプ上昇中とか uint8 ClientRoll, //オイラー表現 ControlRotationのRoll uint32 View, //オイラー表現 ControlRotationのYawとPitch UPrimitiveComponent* ClientMovementBase,//どのプリミティブ上に立っているか FName ClientBaseBoneName, //MovementBaseのどのBoneに立っているか uint8 ClientMovementMode //クライアント上でのMovementMode ); 移動情報の送信位置(不正移動チェック用) 地面(不正移動チェック用) 移動モード(不正移動チェック用) 地面の関節名(不正移動チェック用)
#UE4 | @UNREALENGINE 加速度と操作用カメラ角度から移動を復元せざるを得ない
#UE4 | @UNREALENGINE パラメータの解説
#UE4 | @UNREALENGINE MoveFlag 移動に影響を与えるプレイヤーのボタン入力をビットであらわしたものエンジンはFLAG_JumpPressedおよびFLAG_WantsToCrouchに加えて 2ビットの計4bitを予約しています FLAG_Custom_0~3はタイトルで利用可能です拡張は以下の関数をオーバーライドして行います FSavedMove_Character::GetCompressedFlags() エンコード処理 void UCharacterMovementComponent::UpdateFromCompressedFlags() デコードおよびにキャラクターへのフラグの適用
#UE4 | @UNREALENGINE MoveFlag 例えばShooterGameではダッシュと構え移動が実装されていますが、 MoveFlagは使わずにServerRPCによるステート変更を行っています大きな移動を伴わない場合、RPCによる実装でも許容範囲のエラーにとどまる可能性がありますまずRPCで実装して、大きな位置エラーがでるようならMoveFlagを検討するのが良いかもしれません MoveFlagは複雑ですがネットワーク上の特殊な移動にまつわる問題をラグを感じさせずにスマートに解決できる可能性があります詳しくはDocs.Unrealengineの「キャラクターの移動コンポーネント」の最後のセクションを参照してください https://docs.unrealengine.com/ja/Gameplay/Networking/CharacterMovementComponent/index.html
#UE4 | @UNREALENGINE MovementMode エンジンの組み込みで「歩いている」、「落下している」など、複数のステートがあります StartNewPhysicsやGetMaxSpeed関数の内部で分岐し様々な運動を再現します SetMovementModeで切り替えることができますが、Authorityの無いプロセス上で書き換えてもサーバーには自動反映されませんさらにMovementModeの差はサーバーからズレと認識されて怒られるので正しく処理するのをオススメします CustomMovementModeを用いて拡張が可能です
#UE4 | @UNREALENGINE 移動速度の書き換え同様の理由で移動速度の書き換えも同期エラーを生み出しがちですたとえば歩く方向によって速度を変えたいというような実装をしたい場合、 ServerRPCを毎Tick呼び出すのは現実的ではないので、 UCharacterMovementComponent::GetMaxSpeedをオーバーライドし、加速度とカメラから速度を計算して返すようにするのをお勧めします
#UE4 | @UNREALENGINE ClientCorrection調査を入力すると移動速度やコリジョンの差などによって補正が発生した場合に図のようなデバッグ表示を行うことができますまたCharacterMovementComponent.cppにはこれらの調整を助けるための CVarがいくつか定義されているので見てみてください p.NetShowCorrections 1
#UE4 | @UNREALENGINE ClientAuthorativePosition Iniファイルで設定しますサーバーでの移動後クライアントエラーが無かった時に、 ServerMoveで送られてきた位置やMovementなどをサーバー上に適用しますこれによって細かい誤差の蓄積を無効化し、補正問題を解決できる可能性があります。
#UE4 | @UNREALENGINE Networkに関係したログやini https://www.slideshare.net/EpicGamesJapan/online-multiplay-game-design
#UE4 | @UNREALENGINE ReplicationGraph UE4.20で登場 UE4.23でもまだBETAバージョン
#UE4 | @UNREALENGINE Unreal Engine Tech-blog https://www.unrealengine.com/ja/tech-blog/replication-graph-overview-and-proper-replication-methods?lang=ja
#UE4 | @UNREALENGINE ３つのコンセプト
#UE4 | @UNREALENGINE 1.毎回毎回、一から名簿を作るのはやめよう
#UE4 | @UNREALENGINE 2.グリッド分割済みリストを作る
#UE4 | @UNREALENGINE 3.NetworkDriverのレプリケーション処理をカスタマイズしやすいように切り出す
#UE4 | @UNREALENGINE サンプルを用意しました
#UE4 | @UNREALENGINE サンプル概要 50000個の2m四方キューブを動的に生成横100個x奥500個 200m * 1000m Developmentビルド Editorからスタンドアローン、リッスンサーバー+5クライアントで起動 ( xeon gold 6128 @3.4GHz )
#UE4 | @UNREALENGINE まずはReplicationGraph無し
#UE4 | @UNREALENGINE 結果 stat game ● Server ReplicateActrors Time ● 138ms ● Prioritize Actors Time ● 98ms ● Consider Actors Time ● 38ms ● Replicate Actor Time ● 70calls 0.5ms ● 5つのクライアントは60fpsで動作
#UE4 | @UNREALENGINE 結果 stat net Num Actors : 50,000 Num ConsideredActors : 48,000
#UE4 | @UNREALENGINE 次はReplicationGraphあり
#UE4 | @UNREALENGINE 結果ReplicationGraphアリ ● ServerReplicateActorsTime ● 5.2ms ● Prioritize Actors Time ● statには出てこない ● Consider Actors Time ● 無し ● Replicate Actor Time : 0.5ms ● 5つのクライアントは60fpsで動作
#UE4 | @UNREALENGINE Stats : ReplicationGraph有効 (参考)
#UE4 | @UNREALENGINE 比較プライオリティ付けされる前にグリッド分割によって列挙されるアクターが大幅に減っていて、列挙の負荷が無いその影響でプライオリティ付け処理とソートの負荷が大きく減った。 RepGraphナシ RepGraphアリ改善率考慮されたActor数 48,000 2,740 / connection x17.5 Server ReplicateActrors Time 138ms 5.2ms x26.5 Prioritize Actors Time 98ms N/A N/A Consider Actors Time 38ms 0 ∞ Replicate Actor Time 0.5ms 0.5ms 変化なし
#UE4 | @UNREALENGINE CPUが喜んでる！
#UE4 | @UNREALENGINE ReplicationGraph導入まず先にお断りしますが、c++による実装が不可欠ですエンジン側の実装は基本的なものだけが定義されていますカスタマイズできるのが特徴なので、タイトルに応じて適切なリストが生成できればより効果的ですはじめはShooterGameサンプルにに含まれる UShooterReplicationGraph を持ってきて動かしてみるのがお勧めです
#UE4 | @UNREALENGINE まずは自分のレプリケーショングラフをプログラムします
#UE4 | @UNREALENGINE プラグインの有効化 [YOURPROJECT].uprojectに対するプラグインの追加します [YOURMODULE].build.csの PrivateDevendencyModule (or PublicDependencyModule) に、 ”ReplicationGraph” モジュールを追加します
#UE4 | @UNREALENGINE クラス定義 UReplicationGraphまたはその親のUReplicationDriverを継承したクラスを定義します
#UE4 | @UNREALENGINE ReplicationGraphに書くべき処理 ⚫ クラス毎にどのノードに振り分けるか事前準備 ⚫ アクターが追加された時に呼ばれる関数を独自実装 ⚫ RouteAddNetworkActorToNodes ⚫ アクターが削除された時にノードから削除する関数を独自実装 ⚫ RouteRemoveNetworkActorToNodes
#UE4 | @UNREALENGINE 各ReplicationGraphNode それぞれのノードには以下の実装が必要です ⚫ 毎Tickごとに事前準備用に一回呼ばれる ⚫ PrepareForReplication ⚫ コネクション毎にレプリケート対象のアクターを抽出する処理 ⚫ GatherActorListsForConnection ⚫ ReplicationGraphからルーティングされたアクターの追加と削除処理 ⚫ NotifyAddNetworkActor ⚫ NotifyRemoveNetworkActor
#UE4 | @UNREALENGINE PreAllocateRepList ReplicationGraph中で使うアクターリストを格納するための配列を事前に確保してプールに用意し、ランタイムでのアロケーションや Resize/Memcopyなどのオーバーヘッドを避けますタイトルに合わせて調整する事が望ましいです超過した場合はDevelopmentビルドであれば右のようなReplicationGraphのログが出力されます void USampleReplicationGraph::InitGlobalGraphNodes() { // Preallocate some replication lists. PreAllocateRepList(3, 12); PreAllocateRepList(6, 12); PreAllocateRepList(128, 64); PreAllocateRepList(512, 16); Very large replication list size requested. NewExpectedSize: 513
#UE4 | @UNREALENGINE 組み込みノード : GridSpatialization2D アクターの現在位置にあわせてグリッドに投入します境界付近のアクターは２つ以上のセルに投入されます ActorのCullDistanceSquaredの値を参照して投入範囲を設定します
#UE4 | @UNREALENGINE 組み込みノード : Grid_Dynmic 移動するアクターはGridSpatialization2D下のDynamicに配置します毎TickのPrepareForReplication()で、格納されるセルの範囲が変わっていないかチェックが入ります ※50000actorで20ms以上かかります移動するアクターが極端に多い場合は、ここを仕様に合わせて調整したり独自実装をおススメします。
#UE4 | @UNREALENGINE 組み込みノード : Grid_Staic 移動しないアクター静的なリストを生成して返すだけなのでとても早いです。
#UE4 | @UNREALENGINE 組み込みノード : Grid_Dormancy Dormancyに状態にあわせて、DynamicとStaticを行ったり来たりします。
#UE4 | @UNREALENGINE 自分のReplicationGraphが実装できたら DefaultEngine.iniに、実装したクラスのパスを設定してマルチプレイゲーム開始時にインスタンスを作ってもらうようにします
#UE4 | @UNREALENGINE 実装完了！思う存分動かしてください
#UE4 | @UNREALENGINE あれ？私のレプリケーショングラフ挙動があやしくない？？？
#UE4 | @UNREALENGINE StandAloneモードでレプリケーショングラフを一時的に無効化をCommand Line Arguments に書くレプリケートグラフが原因で通信バグが出てるのでは？と思った時に試してください。 PIEではコンソールコマンドを入力した後 PIEを立ち上げなおせばOKです -ini:Engine:[ConsoleVariables]:Net.RepDriver.Enable=0
#UE4 | @UNREALENGINE 参考リンク LiveStreaming https://www.youtube.com/watch?v=CDnNAAzgltw UnrealFestEurope Using Replication Graph For Optimizing Real-Time Strategy Games https://www.youtube.com/watch?v=VusAHXoHF3Y
#UE4 | @UNREALENGINE ReplicationGraphまとめ ⚫ こんなプロジェクトにお勧め ⚫ 大人数マルチプレイを実現したい ⚫ 大量の動的なアクターを処理したい ⚫ サーバーの負荷を0.1msでも速くしたい ⚫ 巨大なワールドでマルチプレイを行いたい ⚫ タイトルに合わせて適切なレプリケーショングラフを作るとより効果的
#UE4 | @UNREALENGINE さいごに今回のスライドで触れられていない機能や情報もありますが、別の機会に紹介出来たら！と思っています皆様是非マルチプレイにチャレンジしてみてください！グレイマン係長
#UE4 | @UNREALENGINE QiitaへのTips投稿はじめました
#UE4 | @UNREALENGINE Unreal Fest East 2019 2019 / 10 / 6 パシフィコ横浜
#UE4 | @UNREALENGINE ご清聴ありがとうございました！

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