《2XKO》如何打造線上對戰

大家好！我是《2XKO》的資深軟體工程師Tony Cannon。在這篇文章中，我們將跟各位分享，《2XKO》團隊為了打造出近乎完美的線上對戰體驗，下了哪些功夫。

由於待會提到的技術非常多，需要的話，各位也可以閱讀以下懶人包，快速瞭解狀況：

• 我們最在乎的是盡可能確保連線穩定並降低延遲。為了實現流暢穩定的目標，我們採用了各種不同的系統，包括主從式架構（client-sever architecture）、回滾網路碼，以及我們稱之為「公平對戰模式」（Fair Play mode）的功能。
• 我們非常注重反作弊措施。也就是說，我們採用Riot Vanguard系統，以利我們確保你的對手是真人玩家，而不是靠腳本操控的外掛。
• 我們使用多種全新工具，打造對戰外的系統環境。
  • 我們使用所謂的「遊戲驗證伺服器」（Game Validation Server），在雲端同步執行每一場對戰，以支援反作弊、技術評級與觀戰功能
  • 如今能夠橫跨各個房間搜尋配對，就算玩家本身所在房間的人數不多，也能迅速幫玩家找到對手。

就這樣。接下來開始深入介紹吧。

以線上體驗為核心的開發方式

在《2XKO》開發之初，我們就針對線上對戰辦法下了很大的功夫。打造核心技術架構的第一要務就是整合GGPO，並將所有的遊戲測試都搬到線上進行。儘管當初遊戲仍採用對等式（peer-to-peer）架構，我們仍在Riot拉斯維加斯的資料中心架設並執行封包代理伺服器（packet proxy），讓我們每天都能在真實的網際網路環境中測試遊戲。而在遊戲設計時期就採用這種方法正是非常關鍵的一步，每個角色的動作、連招變化、動畫與特效，從設計到測試都以線上對戰體驗為首要考量，確保線上遊玩同樣流暢、爽快，與離線模式別無二致。

主從式架構

隨著遊戲逐步開發，為了因應四名玩家的配對需求，以及更穩定的遊戲效能並擴大規模，我們從對等式架構轉而採用主從式架構。在四人遊戲中，相較於對等式架構的環境，每位玩家在用戶端伺服器收發的資料量能減少到三分之一，進而降低頻寬的需求、減少丟包的機率，並確保即使在較不穩定的連線環境下，也能享有流暢的遊戲效能。不過還有許多其他原因，促使我們改用主從式架構。

隱私與IP保護

最重要的第一個原因就是藉由主從式架構，我們能避免玩家的IP位址洩漏給遊戲內的其他玩家。而這點也正是對等式架構最大的問題之一，只要跟其他玩家連線對戰，你就會大開空門，對方能藉此傳送大量垃圾封包，癱瘓你的網路，強迫你中斷連線並吞下敗仗。更糟糕的是，玩家IP位址洩漏之後，就很容易遭受阻斷服務攻擊。我們非常重視玩家的網路安全，而改用主從式架構則是我們保護玩家IP位址最有效的辦法。 

時間與輸入驗證

伺服器在遊戲系統中還發揮另一項很重要的功能，那就是統籌遊戲的資料輸入、狀態和時間。在開發過程中，若系統能順利執行回滾機制，那影響網路對戰品質的最大關鍵，就是演算法能否有效平衡「時差」。簡單來說，就是要確保玩家彼此的回滾負載相同。如果我這邊回滾了三個影格，那對方也應該同樣看到影格回滾三個。但若我回滾了五個影格，而對方只回滾一個，那通常就是「時差」並未妥善平衡的結果。 

具體細節暫且不提，簡單來說，平衡時差就是同步對戰中所有玩家的遊戲時間。在採用對等式架構的雙人對戰中，要達成這件事本就相當棘手。要怎麼確保雙方玩家能在相同的資訊基礎上操作呢？（技術宅碎碎念：這個實際上牽涉到兩軍問題，而且很可能無解，我離題了……）在四人對戰中，這個問題又更加令人頭痛！ 

所以這就是以伺服器統一時間的意義所在。有了中央伺服器負責對戰中所有玩家的對時，我們就能更準確地平衡所有玩家的時差。

公平對戰模式

我們還採取另一項稱為「公平對戰」的功能，以增進《2XKO》的線上體驗。我們大概都碰過這種情況：對手使用Wi-Fi連線、用手機熱點上網，或是電腦效能低於最低需求規格。結果會怎樣？遊戲開始卡頓、畫面不斷停頓——更慘的時候，甚至會出現大幅度資料回滾，導致角色在畫面中到處瞬移。在對等式架構下進行對戰，這已經是你能做到的極限了。如果無法即時取得所有玩家的輸入資料，那就算有回滾機制也無濟於事。而且，如果遇到惡意玩家的話，情況會更糟糕。某些惡意玩家可能會在控制器上加裝延遲開關，以人為方式製造封包遺失；或在PC平台上，透過拖曳遊戲視窗標題列的方式暫停遊戲執行。這兩種行為都會導致對手端出現嚴重的延遲峰值，進而在關鍵時刻中斷對手的連擊操作。 

為此，《2XKO》啟用公平對戰模式，遊戲伺服器會為每位玩家的輸入指令預留一段短暫的寬限時間。若指令在期限內未送達，系統便會自動重現該玩家上一次的輸入，讓遊戲流程不中斷。這項機制的效果相當顯著。在啟用這項機制的情況下，無論你的對手對自己的網路連線動什麼手腳，你的遊戲體驗應該都不會受到影響。若對方使用延遲開關，或Wi-Fi連線中斷，你大概也不會察覺。不過這項機制是一把雙刃劍。要是你的網路連線短暫出現幾秒鐘的故障，你可能就會莫名其妙地被對手打一整套連擊。

公平對戰模式目前還在試驗階段，需要更進一步的仔細調整才能帶來最佳效果。我們希望這項機制能夠確實懲罰那些故意造成封包遺失的玩家，但不要影響到意外出問題的其他玩家。全面落實這項機制的時候，我們會再另行通知，收集各位玩家對此的感想與回饋。

全球基礎設施與保護

當然，若沒有強悍的全球網路骨幹來支撐，這些連線品質的改進也都只是空談。換句話說，我們將充分運用Riot強大的網路基礎架構，將整個系統緊密串聯起來。《2XKO》採用Riot Direct架構承載遊戲內的網際網路流量，確保玩家的封包迅速傳送到伺服器，而不會遇到延遲問題。伺服器本身受到通用型DDoS防護服務保護，因此惡意玩家無法透過攻擊手段中斷你在私人房間舉辦的比賽決賽。我們使用Riot的遊戲臨時平台（Game Provisional Platform）在全球架設伺服器，確保在遊戲發售地區進行對戰的所有玩家都能享有低ping值的對戰體驗。我們希望能在全球玩家附近都架設伺服器，不過這還需要再花點時間，也感謝各位耐心等待我們全面架設完畢。

Riot Vanguard反作弊

公平的線上競技環境有賴於玩家秉持誠信，而我們除了架設穩定的網路環境，同時也引進全面的作弊防範措施。為了防範作弊事件，我們使用Vanguard系統，讓玩家更難以使用腳本和機器人作弊。Vanguard系統的成效非常棒，在《英雄聯盟》實施的時候，使用機器人作弊的案例下降了超過99%。這項機制能夠有效確保對手是真人玩家，且杜絕自動招架或落空懲罰腳本的使用。話雖如此，但維護公平競技的環境並非一朝一夕之功，而是需要不間斷的努力。而我們也會持續關注這方面的問題，並視需要調整我們的策略。

固定輸入延遲與影格節奏

我們同時也調整了我們的輸入延遲與影格節奏的子系統，確保玩家無論是在PC或家用主機進行《2XKO》線上或離線對戰，都能享有穩定一致的遊戲體驗。 

固定輸入延遲

我們使用的第一個技巧，就是對所有輸入指令統一增加固定的三個影格延遲。這是格鬥遊戲中一種常見的技術，可用來縮短回滾所需的時間。而在《2XKO》當中，無論是線上還是離線對戰，我們都採用了這個辦法。也就是說，玩家在離線練習中，抓到的連擊時機與養成的肌肉記憶能夠直接運用在線上對戰中。我們早在多年前就打定主意要套用三影格的輸入延遲了。從「落空懲罰」的時機，到最迅速的攻擊動作，遊戲中的所有對戰操作都以「三影格輸入延遲」為基準進行設計與測試。因此，即使存在延遲，整體遊戲體驗依然流暢而出色。 

影格節奏

我們的第二招則是著重開發影格節奏。影格節奏指的是系統在模擬、渲染與顯示每一張影格時的速度與穩定性。若影格節奏不穩定，畫面可能會出現明顯的卡頓；又或者，即使時機掌握精準，也依然無法順利觸發「單影格連段」。在影格節奏這方面，我們除了盡力減少輸入延遲，也花了很大的功夫在消除家用主機和PC之間的差異。目前而言，在PC、PS5和Xbox這三個平台上，從按下按鍵到畫面顯示對應結果所需的時間幾乎相同。所以同樣的，這代表玩家無論是進行《2XKO》離線對戰、線上對戰、在自家的PC上遊玩，還是在現場活動使用家用主機遊玩，應該都會有一樣的遊戲體驗。

遊戲驗證伺服器（GVS）

上文提到遊戲伺服器負責統一遊戲狀態，不過當時還沒詳細說明這代表什麼。這項設計最大的好處在於防作弊與防分身帳號濫用。《2XKO》的每一場競技對戰都會在伺服器上同步執行一份完整的遊戲副本。因此，在一場2對2的比賽中，雲端其實同時執行著第五個即時同步的遊戲副本。我們將其稱為遊戲驗證伺服器或簡稱GVS。 

而這項設計的好處真的非常多。首先，由於伺服器本身的架構原理，我們可以很清楚的知道哪個玩家惱羞成怒中離對戰或拔掉網路線，並給予相應的處罰。而GVS讓我們能更進一步瞭解對戰狀況：若某位玩家因為竄改導致他的本地遊戲副本與其他人不同，我們可以比對該玩家的遊戲狀態檢查碼與GVS的檢查碼，藉此找出異常玩家，進而防止透過人為修改遊戲狀態來強制造成平局的手段。 

GVS也會將對戰結果傳送到我們下游的資料管線。舉例來說，我們會將每一場對戰的詳細數據回傳至Riot的中央排名服務（Ranking Service）。該服務會將這些賽後統計資料輸入Microsoft的TrueSkill 2演算法，僅需少數幾場對戰，就能精準推算出玩家的實際技術等級。這樣一來，系統能有效減少實力懸殊的對局，並希望大幅降低「分身帳號」的濫用情形。

房間與觀戰

除了核心玩法，我們也在對戰外的系統環境下了很大的功夫，其中最重要的就是我們的房間系統。格鬥遊戲的精髓，就是和朋友們在家裡同樂對戰，或在本地舉辦的賽事與每週聚會中切磋較勁。《2XKO》房間系統的設計目的，就是要把這樣的社交氛圍完整重現在線上環境中。

進行中的對戰

其中我最喜歡的功能就是，玩家能夠旁觀任何正在進行的對戰。而圍觀其他玩家的對戰其實也正是離線遊戲的精髓之一。玩家可以藉此學習角色的新技巧、觀察其他玩家使用的戰術工具，或是為朋友加油打氣，甚至是幫那個在比賽中淘汰你的對手「加油」。這些都是格鬥遊戲中特有、令人熱血沸騰的體驗，而我們希望能在線上同樣重現這份感覺。

在《2XKO》房間中的玩家只要靠近正在對戰的機台，對戰中玩家的頭上就會跳出畫面，幾秒鐘內就能即時看到比賽現況。無論他們正在選角、剛開場，或是戰鬥進入最後關頭，雙方拼命搶下致勝一擊——旁觀的玩家都能幾乎即時地看到與參戰者相同的畫面。而且全程無需漫長的同步或重播延遲，你可以立刻投入戰況，彷彿從一開始就站在場邊觀看一樣。

伺服器方如何支援觀戰系統

為了讓觀戰系統成功運作，我們進行了大量的試驗。像《2XKO》這種使用回滾技術的格鬥遊戲非常一板一眼，只要掌握所有輸入指令，就能完整重現對戰過程。因此，若玩家靠近機台、從第一回合開始觀戰，我們只要依序將指令傳送給他，畫面就能完美重現對戰狀況。但要是已經打到一半了，那該怎麼辦呢？你還是可以將所有指令傳送給觀戰者，並幫他們快轉到當下的即時戰況，可是如此一來就會非常花時間。實際上，《2XKO》在Alpha Lab 1前、非常早期的房間系統就是採用這種方式。有用，但體驗不佳。觀戰者需要等5到20秒，畫面才能呈現即時戰況，導致大家根本不想使用這個功能。

然而隨著遊戲開發出GVS，我們就能以更巧妙的方式實現觀戰功能。各位應該還記得，GVS系統會在伺服器上即時驗證遊戲狀態。若玩家在對戰中途開始觀戰，我們不需要把過去所有的輸入資料都傳給他。相反地，我們會向GVS請求當下的遊戲狀態快照，並從那個時間點開始傳送後續的輸入指令。快照是一種記憶體使用效率高的儲存方式，僅保留系統中決定性的部分資料。它的大小僅有50 KB左右，因此很快就能傳送給玩家。我們不再需要快轉三分多鐘的輸入資料，取而代之的是，只要載入50 KB的檔案，玩家就能馬上看到即時戰況。簡直跟魔法一樣，至少對我來說是這樣。

要是沒有伺服器戰況模擬，我們絕對無法開發出這項功能。在觀戰系統的初期原型中，我們會截取對戰中第一位玩家的快照，再傳給觀戰者，結果卻引發各種問題。首先，截取並壓縮快照的成本相當高。在低規格平台上，只要有人開始觀戰，玩家就會掉幀。這種狀況完全不能接受。你能想像嗎？就因為有人在關鍵時刻加入觀戰，你可能就錯過了命中判定！而且不只如此，這樣也很不安全。我們不希望向惡意玩家大開空門，讓他們有機會假造快照，偷渡緩衝區溢位攻擊或其他有損玩家平台的方法。只要把觀戰資料的來源完全轉到伺服器上的可信端，就能避免上述所有問題。

跨房間配對

最後我想聊的是我們的跨房間配對機制。《2XKO》房間有多種展開對戰的方式：你可以直接向個別玩家發起挑戰、坐在機台等別人靠過來坐在你旁邊，像過去在遊樂場的美好時光一樣投幣排「下一場」，或者直接請配對系統幫你找個對手。 

通常房間人數滿員的時候，都會找得蠻順利的，但也還是會出現極端情況。要是房間裡的其他人都在忙各自的事，只有你一位玩家在找對戰怎麼辦？ 

在Alpha Lab 1中，房間裡有很多有趣的玩法可以探索，例如排行榜、連勝紀錄，以及靠近就能觀戰的機制，但在某些特殊情況下，這些功能有時會拖慢你配對的速度。實際上，對於只想盡快找到線上對戰的玩家來說，利用主選單的「尋找對戰」可能還會比較方便，因為該機制會搜尋所有玩家，而非只有當下所處房間中的玩家。 

在封測的時候，我們調整了配對系統，讓系統在尋找對戰時，搜尋所有房間，而非只有自己所在的房間。若系統在自己所在房間找到對戰，我們就會在房內的機台預約戰局，並將玩家傳送過去開打。要是找到其他房間的玩家跟自己對戰，流程大致上一樣。各個玩家會在自己的房間裡預約到機台進行對戰，我們會渲染出對手的投影，坐在機台的另一側。對戰結束後，雙方玩家會各自回到自己的房間。別擔心，玩家的連勝紀錄不會因此中斷。 

由於跨房間配對系統會將所有房間內的玩家納入相同配對佇列，在房間中尋找對戰的速度，應該和透過非房間系統的主選單尋找對戰差不多。配對系統會在一定時間內，盡可能為玩家找到最適合的對手。若是多人在線的尖峰時段，玩家應該只需要稍等數秒，就會配對到適合的對手。但若是凌晨3:00這種沒多少人在線上的時段，我們還是會盡快幫玩家找到對戰，不過配對到的對手等級落差，可能就會比尖峰時段大。這種離峰時段配對較慢的現象並不是只有《2XKO》遇到，任何需要進行配對的線上遊戲，在玩家上線人數較少的時候，都會碰到這個現象。對於配對時間與玩家等級差距之間的權衡，我們都還能再調整，也很希望收到你們對這項機制的回饋。我們希望能在搶先體驗階段，將系統調整到最符合玩家期望的狀態。

未來展望

在這篇文章中，我們提到了不少內容，堅持看到這裡的各位真是太棒了。我們堅信，線上對戰絕不是格鬥遊戲的次等玩法。從伺服器驗證與回滾調整，到即時觀戰與跨房間配對系統，我們打造的每項功能，都是為了讓線上對戰能夠和離線對戰一樣公平、即時且有趣。話雖如此，隨著搶先體驗的到來，我們仍會持續調整、測試，並仔細傾聽大家的回饋，而未來也會秉持相同理念。請跟我們分享你的看法，踴躍回報各類錯誤並提供建議。

感謝閱讀！

Tony Cannon