ねこタワー / オンライン技術

ねこタワーのオンライン対戦を考えるための通信、状態同期、遅延、切断対応に関する技術メモ。

概要

ねこタワーのオンライン技術では、複数のプレイヤーが同じゲーム状態を見ながら操作できるようにする仕組みを扱います。

ローカルゲームでは、入力、状態更新、描画が同じ端末内で完結します。 オンライン対戦では、相手の入力やゲーム状態をネットワーク越しに受け取るため、通信遅延、切断、状態の不一致を考える必要があります。

内容

オンライン対戦で考える対象は、大きく分けると次の通りです。

• ルーム作成
• プレイヤー参加
• 入力送信
• 状態同期
• 勝敗判定
• 切断処理
• 再接続
• 観戦やログ保存

小さな個人開発では、最初から本格的なゲームサーバーを作るより、Firebase や WebSocket などを使って、最小限の同期から作る方が現実的です。

状態同期

オンライン対戦で難しいのは、各プレイヤーの画面に表示される状態をどう揃えるかです。

考え方は主に次の2つです。

• 入力を同期する
• ゲーム状態を同期する

入力同期では、各プレイヤーの操作だけを送り、各端末で同じ計算を行います。 ゲーム状態同期では、位置、スコア、勝敗などの状態を共有します。

ねこタワーのようなゲームでは、まずはゲーム状態をシンプルに共有し、必要になったら入力同期や補正を考える形が扱いやすいです。

遅延と見た目

ネットワーク越しの通信には遅延があります。 そのため、相手の操作が少し遅れて見えたり、画面上の状態が一瞬ずれたりします。

見る観点は次の通りです。

• 遅延してもゲームとして成立するか
• 相手の状態をどの頻度で反映するか
• ずれた状態を急に戻すのか、なめらかに補正するのか
• 勝敗判定がずれたときにどちらを正とするか

正とする場所

オンラインゲームでは、どの環境の状態を正しいものとして扱うかが重要です。

• 自分のブラウザを正とする
• 相手のブラウザを正とする
• サーバーや共有DB上の状態を正とする

公平性や改ざん防止を考えるなら、クライアントだけを信用しすぎない設計が必要になります。 ただし個人開発の初期段階では、まず動く同期を作り、必要に応じて正とする場所を見直す方が進めやすいです。

見るときの観点

• 何を送信しているか
• いつ送信しているか
• どこに保存しているか
• どの状態を正とするか
• 通信が遅いときにどう見えるか
• 切断されたときにどう扱うか
• 不正操作をどこまで防ぐか

関連する概念

• WebSocket
• Firebase
• 状態同期
• レイテンシ
• タイムアウト
• リトライ
• ルーム管理
• マッチング
• クライアント権威
• サーバー権威

参考文献

• ねこタワーの実装リポジトリ
• MDN Web Docs: WebSocket
• Firebase Documentation

外部リンク

• isikoro1/nekotower
• nekotower.isikoro.dev