6. 3D网络同步

EVOCOSMOS2026/4/14大约 3 分钟

3D网络同步

你和朋友联机玩游戏时，你们各自的屏幕上看到的是同一场景——你在你这边往前走了一步，朋友那边也看到你的角色往前走了一步。这背后的技术就是"网络同步"：把每个人的操作通过网络告诉其他人，让大家看到的游戏世界保持一致。

本章你将学到

状态同步和帧同步的区别与选择
插值与预测：让网络延迟不影响操作手感
3D 位置、旋转的同步方案
如何处理网络延迟和丢包

两种同步方式

状态同步

每个玩家只把自己的"状态"（位置、血量、朝向等）发给服务器，服务器再把结果广播给其他玩家。就像开会时每个人只汇报自己的工作进度，主持人汇总后通知所有人。

优点：数据量小，安全性好（玩家不能作弊改数据）
缺点：服务器逻辑复杂，需要权威服务器
适合：MMO、大逃杀等大量玩家的游戏

帧同步

每个玩家只发送自己的"操作"（按了什么键），所有玩家的游戏都接收相同的操作序列，各自本地计算结果。就像下棋，大家收到同一手棋的信息，各自在自己的棋盘上摆。

优点：服务器简单，只要转发操作
缺点：所有客户端必须算出完全相同的结果（浮点数精度问题很头疼）
适合：格斗、RTS 等需要精确判定的游戏

代码示例：简单的 3D 位置同步

以下示例展示如何用 Godot 的多人网络 API 同步角色位置（状态同步方式）：

using Godot;

public partial class NetworkPlayer : CharacterBody3D
{
    private MultiplayerSynchronizer _synchronizer;
    private Vector3 _syncPosition;
    private float _interpolationFactor;

    [Export]
    public Vector3 SyncPosition
    {
        get => _syncPosition;
        set
        {
            _syncPosition = value;
            _interpolationFactor = 0;
        }
    }

    public override void _Ready()
    {
        _synchronizer = GetNode<MultiplayerSynchronizer>("MultiplayerSynchronizer");
        // 只有自己控制的角色才发送位置
        _synchronizer.SetProcess(IsMultiplayerAuthority());
    }

    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        if (IsMultiplayerAuthority())
        {
            // 自己的角色：正常移动
            var input = Input.GetVector("move_left", "move_right", "move_forward", "move_back");
            Velocity = new Vector3(input.X, 0, input.Y) * 5.0f;
            MoveAndSlide();
            SyncPosition = GlobalPosition;
        }
        else
        {
            // 其他玩家的角色：平滑插值到同步位置
            _interpolationFactor += (float)delta * 10.0f;
            _interpolationFactor = Mathf.Min(_interpolationFactor, 1.0f);
            GlobalPosition = GlobalPosition.Lerp(SyncPosition, _interpolationFactor);
        }
    }
}

GDScript

extends CharacterBody3D

var synchronizer: MultiplayerSynchronizer
var sync_position: Vector3:
    set(value):
        sync_position = value
        _interpolation_factor = 0.0
var _interpolation_factor: float = 0.0

func _ready():
    synchronizer = $MultiplayerSynchronizer
    # 只有自己控制的角色才发送位置
    synchronizer.set_process(is_multiplayer_authority())

func _physics_process(delta):
    if is_multiplayer_authority():
        # 自己的角色：正常移动
        var input = Input.get_vector("move_left", "move_right", "move_forward", "move_back")
        velocity = Vector3(input.x, 0, input.y) * 5.0
        move_and_slide()
        sync_position = global_position
    else:
        # 其他玩家的角色：平滑插值到同步位置
        _interpolation_factor += delta * 10.0
        _interpolation_factor = minf(_interpolation_factor, 1.0)
        global_position = global_position.lerp(sync_position, _interpolation_factor)

插值与预测

网络有延迟，你看到朋友的角色可能在"瞬移"。插值就是在两个收到的位置之间做平滑过渡，让移动看起来流畅。预测则是先在本地预测其他玩家的移动方向，等真正的数据到了再修正，减少"卡顿感"。