TWI405601B - 非即時網路遊戲協定 - Google Patents

Description

非即時網路遊戲協定

本創作涉及一種協定，特別是指一種非即時網路遊戲的協定。

目前遊戲要想跨平台於不同的客戶端使用，有許多的作法。但是大多數需要在客戶端建起一個虛擬的平台，例如JAVA VM，或是建立起一個遊戲的引擎，或者需要一個Player軟體，例如FlashPlayer。所需要的資源都不少，對於一些簡單的遊戲如大富翁，博奕類只需些2D圖案和簡單音效，用這些Java VM，遊戲引擎，Player都顯得十分浪費系統資源。此外Html也適合網路上一些簡單互動應用，但是卻不足以完成一個具有影音效果的遊戲。另外對於一些特殊的硬體，一般很難嵌入到有些平台上。而Unix Xwindow的協定，則將所有運行資訊都由遠端伺服器處理，客戶端只是單純的顯示遠端電腦畫面及把輸入資訊送至遠端伺服器，而且無法處理聲音。

因此一種針對非即時性，只需2D圖形，簡單音效操作，可以方便硬體嵌入的遊戲協定是遊戲軟硬體業界十分需求的一種標準。有這種協定後可以讓伺服器及客戶端的軟體都可以有一個共通的標準，可以讓雙方的投資獲利範圍更大，而花費的時間更省。

本創作的目的在於提供一種非即時網路遊戲的協定，旨在解決網路遊戲平台佔用資源大的問題，並可實現使用同一硬體平臺就可遊玩多種非即時的 網路遊戲。採用本協定的產品成本低廉、結構簡單、使用方便、功能完善、反應速度快，對客戶端的硬體要求低，可以使用廉價的內嵌式系統而不用昂貴的pc機。

為了實現本創作，將伺服器與客戶端傳輸的訊息分成三大塊，它們分別是物件(objects)，控制(controls)，事件(events)，其中物件由伺服器來管理並依據客戶端事件來產生、消滅或變更屬性。事件則是來自客戶端，控制訊息則是除了物件訊息及事件訊息以外，便於雙方溝通的管道。

本創作是以物件導向的觀念，由伺服器下載各個物件到客戶端上，物件有圖形物件(含靜態/動態圖形或影片)、聲音物件(語音檔或音樂檔)、文字物件、硬體物件(給硬體的輸出信號)。各物件控制觸發及內容產生由伺服器依據客戶端的事件來計算而不用客戶端計算，客戶端只要將所收到的鍵盤、滑鼠、硬體信號事件傳給伺服器，並依伺服器傳來的觸發信號，分別於客戶端產生圖形(或影像)、聲音(或音樂)、給硬體的輸入信號即可。客戶端可以依本身系統資源來安排物件，當資源不足時可以進行Garbage collection，把不常用的物件先刪除，萬一伺服器調用時，可以發出reload訊息給伺服器要求重新下載。如果所有物件正在使用中，無法刪除時，客戶端會回覆伺服器Full讯息(資源已滿的控制訊息)，此時必須由伺服器來處理。

21‧‧‧客戶端登入伺服器

22‧‧‧伺服器啟始客戶端

23‧‧‧客戶端進行啟始

24‧‧‧伺服器查詢客戶端硬體資訊

25‧‧‧伺服器下載起始物件至客戶端

31‧‧‧客戶端接受來自鍵盤、滑鼠、硬件輸入

32‧‧‧客戶端送出事件訊息

33‧‧‧伺服器ACK

34‧‧‧伺服器依據事件計算產生不同物件

35‧‧‧伺服器送出物件訊息

36‧‧‧客戶端OK

37‧‧‧客戶端ERR

38‧‧‧客戶端處理物件

39‧‧‧處理reload及Full

41‧‧‧客戶端Reload

42‧‧‧伺服器重新發送有完整資料的物件訊息

43‧‧‧客戶端Full

44‧‧‧伺服器以close方式刪除不必要物件

圖1 本創作系統架構圖

圖2 本創作流程圖

圖3 本創作主循環流程圖

圖4 物件下載時full及reload處理流程圖

本創作將所有訊息作為物件集合的模型。物件提供產品內一個特定部件的抽象表示。某個產品的抽象物件模型的實現與其執行無關。每個物件實例和物件類都具有屬性即數據，提供一定的方法或步驟，並產生一定的行為。在本創作中，將每一個訊息看作是一個物件，它只具有與其自身有關的參數，比如遊戲玩家的資料等。按這種方法，本協議是採用物件導向的做法，通過網路通道在物件之間傳輸數據。傳輸的數據可以是物件的名稱、物件的類型、物件的分組、物件應用程序的入口地址、物件所實現的功能描述等。每個物件只有一個確定的唯一的物理地址，但每個物件可以有多個物件與之連接。

本創作是由控制、物件、事件三種訊息組成，下面將分別詳細介紹一下這三種訊息。

控制訊息包含了一些系統初始化、初始化正確與否、客戶端系統資訊查詢、客戶端顯示/字元集/聲音/時鐘/輸入/客戶硬體性能資訊等。以下是控制訊息的詳細說明：Sys_init(Client<=Sever)：系統啟始。伺服器對客戶端進行初始化，調入初始化所需的圖片、聲音、字元、時鐘等訊息。

Sys_init_err(Client=>Sever)：客戶端啟始錯誤。當客戶端啟始出錯時，客戶端反饋一個訊息給伺服器，說明初始化出錯，伺服器接收到錯誤信息，將重新對客戶端進行初始化。

Sys_init_ok(Client=>Sever)：客戶端啟始正常。當客戶端初始化正確時，客戶端反饋一個訊息給伺服器，說明初始化正常。

Sys_enq_sys(Client<=Sever)：查詢客戶端系統資訊。伺服器實時查詢 客戶端，查看有沒系統資訊，若有系統資訊，伺服器將採取相應的措施。

Sys_info(Client=>Sever)：客戶端顯示/字元集/聲音/時鐘/輸入/客戶硬體性能資訊。顯示含解析度、顏色(16 bit/24bit)、字元集(big5/gb/en/utf)、聲音能力(WAV/MIDI)、時鐘(RTC/SYS)、輸入(鍵盤/滑鼠)、客戶硬體(客戶特殊硬體裝置)。

Sys_ping(Client<=Sever)：ping。伺服器ping客戶端，ping通了，則伺服器可以與客戶端進行通訊，傳輸信息；反之，無法進行通訊。

Sys_ping_ack(Client=>Sever)：ping ack。伺服器ping客戶端，ping通了，客戶端給伺服器一個應答訊息，告知伺服器已經ping通了。

Sys_logout_req(Client=>Sever)：logout request。客戶端給伺服器發出登出请求。

Sys_logout_ack(Client<=Sever)：logout ack。伺服器給客戶端回覆收到登出請求。

Sys_time_set(Client<=Server)：設定年/月/日/時/分/秒。

Sys_time_get(Client=>Server)：讀取年/月/日/時/分/秒。

Sys_svr_ok(Client<=Server)：伺服器收到客戶端事件訊息後回覆收到正確。

Sys_svr_err(Client<=Server)：伺服器收到客戶端事件訊息後回覆收到有錯誤。

Sys_cln_ok(Client=>Server)：客戶端收到伺服器物件訊息後回覆收到正確。

Sys_cln_reload(Client=>Server)：客戶端收到伺服器物件訊息回覆收到正確，但物件已經不存在客戶端，必須由伺服器重新下載。

Sys_cln_full(Client=>Server)：客戶端收到伺服器物件訊息後回覆收到正確，但系統資源已滿，物件無法載入。必須刪掉一些物件。

Sys_cln_err(Client=>Server)：客戶端收到伺服器物件訊息後回覆收到有錯誤。

物件主要有圖片/聲音/文字/硬體資訊四種物件，圖片可以/靜態的JPG或動態的GIF動畫，圖片可以設定出現的起點/路徑/縮放，及觸發方式/條件。觸發方式可以是重複出現、隨機、某個事件出現等。伺服器除了可以把文字及硬體資訊物件送給客戶端外，也可以要求客戶端的輸入文字及硬件資訊。以下是物件訊息的詳細說明：Obj_img(Client<=Sever)：Obj_ID,Layer(n),Type(Jpg/Gif/Mjpeg/MP4/Theora/Dirac),Size(w,h),Origin(w,h),Scale(x/y),Path((x0,y0),(x1,y1),...),Time(sys_time/obj_time,from_time,to_time,step_time),Trig(trig_repeat/trig_random/trig_by_event/trig_by_obj/trig_area),L(image data...),CRC。伺服器送給客戶端的圖片物件訊息。當客戶端的某個事件要使用到某張圖片時，伺服器將產生一個圖片物件送入客戶端。圖片物件訊息包含了圖片物件的ID，繪製層，類型(Jpg/Gif/Mjpeg/MP4/Theora/Dirac)，大小，圖片可以設定出現的起點/路徑/縮放/時間，及觸發方式/條件。觸發可以是重複出現，或隨機，或是某個事件/物件出現，或者區域。接著是長度、圖像數據及CRC。

Obj_img_trig(Client<=Sever)：Obj_ID,Layer(n), Type(Jpg/Gif/Mjpeg/MP4/Theora/Dirac),Size(w,h),Origin(w,h),Scale(x/y),Path((x0,y0),(x1,y1),...),Time(sys Trig(on/off/trig_repeat/trig_random/trig_by_event/trig_by_obj/trig_。類似Obj_img功能，但是使用於先前已經下載的圖形物件，因此不用在下載圖形資訊。

Obj_snd(Client<=Sever)：Obj_ID,Type(Wav/MP3/OGG/MIDI),Time(sys_time/obj_time,from_time),Trig(on/off/trig_repeat/trig_rand,CRC。伺服器送給客戶端的聲音物件訊息。當客戶端的某個事件要使用到某段聲音時，伺服器將產生一個聲音物件送入客戶端。聲音物件訊息包含了聲音物件的ID，類型(Wav/MIDI/MP3/OGG)，聲音播放時的系統時間/起始時間，及觸發方式/條件。觸發可以是重複出現，或隨機，或是某個事件/物件出現，或者是區域。跟著是長度、音頻數據及CRC。

Obj_snd_trig(Client<=Sever)：Obj_ID,Type(Wav/MIDI MP3/OGG),Time(sys_time/obj_time,from_time),Trig(on/off/trig_repeat/。類似Obj_snd功能，但是使用於先前已經下載的聲音物件，因此不用在下載聲音資訊。

Obj_text_out(Client<=Sever)：Obj_ID,Type(on/off/inverse/flash),Time(sys_time/obj_time,from_time),Size(w,h),Origin(w,h),Range(from,to),Len,(text data...),CRC。文字輸出物件，從伺服器輸出給客戶端，主要是一些輸出文本的形式、時間、大小、起點、顯示段落、資料長度，最後是文字數據及CRC。

Obj_text_out_trig(Client<=Sever)：Obj_ID,Type(on/off/inverse/flash), Origin(w,h),Range(from,to)。類似Obj_text_out功能，但是使用於先前已經下載的文字物件，因此不用在下載文字資訊。

Obj_text_in(Client=>Sever)：Obj_ID,Length。文字輸入物件，要求從客戶端輸入給伺服器，包括輸入文本的ID和長度。

Obj_HW_out(Client<=Sever)：Obj_ID,HW_ID,LEN,(data...),CRC。硬體物件，從伺服器輸出數據給客戶端。

Obj_HW_in(Client=>Sever)：Obj_ID,HW_ID,LEN,(data...),CRC。硬體物件，要求從客戶端輸入數據給伺服器。

Obj_close(Client<=Sever)：Obj_ID。只要給出物件ID，伺服器就可以關閉客戶端的物件。

事件分為滑鼠/鍵盤/硬體事件，當滑鼠跟鍵盤/硬體有輸出必須送到伺服器時，可以由事件訊息輸出。以下是事件訊息的詳細說明：Evn_mouse_over(Client=>Sever)：no,(Obj_ID,…)。當客戶端滑鼠位於某物件上方的事件要送到伺服器，可以由滑鼠經過事件訊息輸出，包括位於幾個物件上方及物件的ID資料。

Evn_mouse_click(Client=>Sever)：no,(Obj_ID,…)。當客戶端滑鼠點擊到某物件要送到伺服器，可以由滑鼠點擊事件訊息輸出，包括點擊物件數目及物件的ID資料。

Evn_KB(Client=>Sever)：(data),CRC。當客戶端鍵盤有數據必須送到伺服器，可以由鍵盤事件將訊息輸出。

Evn_text_in(Client=>Sever)：Obj_ID,LEN,(text data...),CRC。文字輸入事件訊息，從客戶端輸出給伺服器，包括輸入文本的長度 、數據等。

Evn_HW(Client=>Sever)：HW_ID,(hw data),CRC。當客戶端硬體有數據必須送到伺服器，可以由硬體事件訊息輸出。

Evn_HW_in(Client=>Sever)：Obj_ID,HW_ID,LEN,(hwdata…),CRC。硬體輸入事件訊息，從客戶端輸出數據給伺服器。

伺服器在客戶端連線起始時必須先了解客戶端的硬體架構，例如螢幕解析度/字元集等資訊，以便選擇相對應的資料庫。其中有些硬體我們會規定客戶端必須支援，有些則是選項。客戶硬體是客戶端的硬體，可能是電子棋盤/高爾夫分析器...等，一樣的硬體ID，就有一致的協定，只要伺服器端訂出明確的ID及協定，硬體廠商就能設計出相容的產品。

實際系統架構圖如圖1，伺服器與客戶端經由internet來傳輸訊息：物件訊息、控制訊息、事件訊息。客戶端接受鍵盤、滑鼠、硬體輸出為輸入，而產生圖形、聲音、硬體輸入為輸出。

本創作的流程圖如圖2，所有伺服器與客戶端的連線由客戶端登入伺服器開始，伺服器會先發出啟始客戶端的控制訊息，客戶端接收到後就開始進行起始動作，然後伺服器會詢問客戶端的硬體規格，例如顯示的大小/顏色能力、支援的圖形/聲音格式、硬體型號….等，有這些資訊，伺服器才能產生不同的物件給不同的客戶端，例如只支援256色的客戶端，伺服器就必須先把16 bit/24bit/32bit圖形先轉成256色才行。之後伺服器就把啟始時或系統常用的物件先載入客戶端中，完成後便進入主循環。

主循環流程圖如圖3，客戶端持續監視有無來自鍵盤、滑鼠、硬件的輸入，有的話就送出事件訊息給伺服器，伺服器ACK為OK的話就繼續下一步驟，否則就重新發送。下一步驟伺服器會依據事件不同產生不同物件，例如：如 果是高爾夫遊戲，使用者向前方揮出100碼，伺服器必須計算出新位置的場景的圖形。產生好物件，伺服器就向客戶端發出此物件訊息，客戶端收到後回覆正確的ACK，否則伺服器必須重發。如果客戶端收到正確的物件訊息，但是卻產生系統資源已經擺滿物件(Full)或物件已經不在系統記憶體內必須重新下載(Reload)時，必須進行如圖4的處理。若物件下載順利後，客戶端收到物件訊息，就必須依此產生不同的圖形、聲音、硬體信號為輸出，以前例而言：客戶端必須把新的100碼位置圖形給顯示出來。接著如果雙方都沒有其他的控制訊息，就回到主循環開始處重複執行。若是有控制訊息，如果是客戶要求登出的控制訊息則結束連線，否則就處理控制訊息，處理完再回主循環處開始重複執行。

圖4是物件下載時客戶端回覆不是OK的處理流程，因為客戶端會動態的分配資源給下載的物件，如果資源已滿，客戶端會自行清除目前沒有使用到的物件(GarbageCollection)，因此有的物件當不在客戶端記憶體內時，客戶端會發出Reload的請求，伺服器必須重新下載具有實際資料的的物件訊息。若非客戶端Reload，則檢查是否為客戶端Full，如果是，表示目前使用中的物件已經佔滿所有客戶端的資源，伺服器必須以Close方式關閉暫時不需要的物件，才能讓客戶端的資源空出來。在伺服器以Close方式讓客戶端刪掉暫時不需要的物件後，繼續執行主循環的下一步驟。

雖然本協定是針對網路遊戲，但是伺服器與客戶端傳輸的媒介並不一定限制於網路，也可以使用如RS-232等傳輸方式。

Claims (1)

1. 一種非即時網路遊戲協定，使用於遊戲伺服器與客戶端之間傳遞訊息，其特徵在於，包括：物件、控制、事件三類訊息，其中物件是由伺服器管理並依據客戶端事件來產生、消滅或變更屬性；事件則是來自客戶端，控制訊息則是除了物件訊息及事件訊息以外，雙方溝通的管道；客戶端物件由伺服器下載至客戶端，並可依據客戶端硬體不同而變更；客戶端與伺服器端同時分別處理其物件，以降低客戶端的硬體需求；所述之控制訊息為：Sys_init(Client<=Sever)：系統啟始；Sys_init_err(Client=>Sever)：客戶端啟始錯誤；Sys_init_ok(Client=>Sever)：客戶端啟始正常；Sys_enq_sys(Client<=Sever)：查詢客戶端系統資訊，伺服器實時查詢客戶端，查看有沒系統資訊，若有系統資訊，伺服器將採取相應的措施；Sys_info(Client=>Sever)：客戶端顯示/字元集/聲音/時鐘/輸入/客戶硬體性能資訊；Sys_ping(Client<=Sever)：ping，伺服器ping客戶端；Sys_ping_ack(Client=>Sever)：ping ack，客戶端給伺服器一個應答訊息；Sys_logout_req(Client=>Sever)：logout request，客戶端給伺服器發出登出请求；Sys_logout_ack(Client<=Sever)：logout ack，伺服器給客戶端回覆收到登出請求； Sys_time_set(Client<=Server)：設定年/月/日/時/分/秒；Sys_time_get(Client=>Server)：讀取年/月/日/時/分/秒：Sys_svr_ok(Client<=Server)：伺服器收到客戶端事件訊息後回覆收到正確；Sys_svr_err(Client<=Server)：伺服器收到客戶端事件訊息後回覆收到有錯誤；Sys_cln-ok(Client=>Server)：客戶端收到伺服器物件訊息後回覆收到正確；Sys_cln_reload(Client=>Server)：客戶端收到伺服器物件訊息後回覆收到正確，但物件已經不存在客戶端，必須由伺服器重新下載；Sys_cln_full(Client=>Server)：客戶端收到伺服器物件訊息後回覆收到正確，但系統資源已滿，物件無法載入，伺服器必須刪掉一些物件；Sys_cln_err(Client=>Server)：客戶端收到伺服器物件訊息後回覆收到有錯誤；客戶端收到硬體輸入及伺服器端的控制訊息根據目前客戶端物件現況產生控制訊息傳給伺服器；伺服器端收到客戶端的控制訊息根據目前客戶端物件現況產生控制訊息傳給客戶端；所述之物件訊息為：Obj_img(Client<=Sever)：Obj_ID,Layer,Type,Size,Origin,Scale,Path,Time,Trig,LEN,(img data…),CRC：圖片物件訊息，包含了圖片物件的ID，繪製層，類型，大小，圖片可以設定出現的起點/路徑/縮放/時間，及觸發方式/條件，長度，影像資料，CRC檢查碼；Obj_img_trig(Client<=Sever)：Obj_ID,Layer,Type,Size,Origin,Scale,Path,Time,Trig：圖片觸發物件訊息，包含了圖片 物件的ID，繪製層，類型，大小，圖片可以設定出現的起點/路徑/縮放/時間，及觸發方式/條件；Obj_snd(Client<=Sever)：Obj_ID,Type,Time,Trig,(audio data...),CRC：聲音物件訊息，包含了聲音物件的ID，類型，聲音播放時的系統時間/起始時間，觸發方式/條件，音頻數據，CRC檢查碼；Obj_snd_trig(Client<=Sever)：Obj_ID,Type,Time,Trig：聲音觸發物件訊息，包含了聲音物件的ID，類型，聲音播放時的系統時間/起始時間，觸發方式/條件；Obj_text_out(Client<=Sever)：Obj_ID,Type,Time,Size,Origin,Range,LEN,(text data...),CRC：文字輸出物件，從伺服器輸出給客戶端，主要是一些輸出文本的形式、時間、大小、起點、顯示段落、資料長度，最後是文字數據及CRC；Obj_text_out_trig(Client<=Sever)：Obj_ID,Type(on/off/inverse/flash),Time(sys_time/obj_time,from_time),Size(w,h),Origin(w,h),Range(from,to)：文字輸出觸發物件，從伺服器輸出給客戶端，主要是一些輸出文本的形式、時間、大小、起點、顯示段落；Obj_text_in(Client=>Sever)：Obj_ID,LEN：文字輸入物件，要求從客戶端輸入給伺服器，包括輸入文本的ID，長度；Obj_HW_out(Client<=Sever)：Obj_ID,HW_ID,LEN,(data...),CRC：硬體物件，從伺服器輸出數據給客戶端，包括硬體ID、長度、數據及CRC；Obj_HW_in(Client=>Sever)：Obj_ID,HW_ID,LEN,(data...),CRC：硬體物件，要求從客戶端輸入數據給伺服器包括硬體ID、長度、數據及CRC；Obj_close(Client<=Sever)：Obj_ID：只要給出物件ID，伺服器就可 以關閉客戶端的物件；伺服器依據目前需求動態決定下載物件至客戶端，客戶端產生物件則一定送往伺服器；所述之事件訊息為：Evn_mouse_over(Client=>Sever)：no,(Obj_ID,…)：滑鼠經過事件訊息輸出，包括位於幾個物件上方及物件的ID資料；Evn_mouse_click(Client=>Sever)：no,(Obj_ID,…)：滑鼠點擊事件訊息輸出，包括點擊幾個物件及物件的ID資料；Evn_KB(Client=>Sever)：(data),CRC：鍵盤事件訊息輸出，包括鍵盤資料及CRC；Evn_text_in(Client=>Sever)：Obj_ID,LEN,(text data...),CRC：文字訊息客戶端輸出給伺服器，包括輸入文本的長度、數據、CRC；Evn_HW(Client=>Sever)：HW_ID,LEN,(hw data),CRC：硬體事件訊息輸出，包括硬體ID、長度、數據、CRC；Evn_HW_in(Client=>Sever)：Obj_ID,HW_ID,LEN,(hw data...),CRC；硬體輸入事件訊息，包括硬體ID、長度、數據、CRC。