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作者：Fiona, IOSG Ventures

TL;DR

• 全鏈游戲/自治世界（"FOG/AW"）是圍繞Web 3的少數(shù)重要敘事之一。相比于只通過NFT連接到Web3的Web2.5應(yīng)用不同，F(xiàn)OG/AW將游戲邏輯也放在了鏈上。它利用區(qū)塊鏈作為游戲服務(wù)器，成為游戲狀態(tài)的去中心化信任源。這帶來了持久性、抗審查、可組合性等優(yōu)點(diǎn)，但也限制了構(gòu)建在其之上的游戲多樣性和復(fù)雜性。

• 隨著游戲復(fù)雜性和可玩性要求的提高，對(duì)引擎架構(gòu)提出了更多的挑戰(zhàn)要求：比如幀數(shù)延遲、隨機(jī)數(shù)、生命值恢復(fù)、連續(xù)的被動(dòng)效果、計(jì)時(shí)器等等。其中時(shí)間的概念以及Ticks單位在區(qū)塊鏈上是不一樣的。Mud提供了不少思路來模擬時(shí)間流逝以及被動(dòng)恢復(fù)技能。比如，當(dāng)玩家在房間中移動(dòng)時(shí)，交易中附帶根據(jù)一些預(yù)定義的設(shè)計(jì)移動(dòng)房間中的所有物品。以此感知時(shí)間和狀態(tài)的變化。

• FOG/AW技術(shù)?？杀怀橄鬄椋洪_發(fā)者為ui/ux和游戲核心邏輯編寫前端和后端代碼，然后通過游戲狀態(tài)的循環(huán)來同步所有的變化，最后由索引器將新的狀態(tài)反映到前端的本地設(shè)備上。

• 由于許多游戲類型，如RTS，需要高的tickrates，而由共識(shí)產(chǎn)生的區(qū)塊鏈只能處理區(qū)塊時(shí)間的變化，tickrate是這里要解決的一個(gè)大問題。Curio和Argus是這方面的領(lǐng)先者，他們正在摸索鏈的層面上增加游戲tickrate。Mud在試圖最大程度實(shí)現(xiàn)全鏈上，整個(gè)應(yīng)用程序狀態(tài)都保存在 EVM 中。并沒有為實(shí)現(xiàn)游戲更高tickrate上引入鏈下結(jié)合的方案。

• 對(duì)于不同鏈的選擇上，Dojo在引領(lǐng)Starknet的全鏈生態(tài)。根據(jù)@tarrenceva的描述，Starknet有State diffs狀態(tài)差異，不同于optimistic rollups，重點(diǎn)放在了執(zhí)行輸出而不是輸入。對(duì)游戲的影響主要可能在于優(yōu)化成本，例如國際象棋游戲：在三分鐘的游戲中，可能會(huì)發(fā)生 50 步。通過狀態(tài)差異，單個(gè)證明和最終狀態(tài)可以證明“輸出”。而optimistic rollups需要所有中間狀態(tài)的“輸入”。

定義 FOG/AW：游戲狀態(tài)是如何同步的

我認(rèn)為要判斷是否是FOG，基準(zhǔn)是游戲狀態(tài)是如何同步的（source of truth）。

對(duì)于Web 2.5游戲或傳統(tǒng)的多人游戲，有一個(gè)中心化的服務(wù)器來定義當(dāng)前的游戲狀態(tài)，當(dāng)玩家發(fā)送行動(dòng)時(shí)，服務(wù)器會(huì)編譯這些輸入并將更新的結(jié)果返回給每個(gè)連接的玩家的設(shè)備。服務(wù)器處理所有的輸入（tick），解決不一致的問題，并定期向玩家發(fā)送更新，提供游戲中所有元素的快照，每一個(gè)tick都更新游戲狀態(tài)。游戲狀態(tài)（"game state or tick"）是游戲世界中每個(gè)對(duì)象的屬性的時(shí)間快照。Tickrate 是指游戲服務(wù)器每秒鐘計(jì)算并向玩家廣播更新的游戲狀態(tài)的次數(shù)。Tickrate 越高，游戲體驗(yàn)就越精確、越高保真。一般來說，實(shí)時(shí)戰(zhàn)略或動(dòng)作游戲需要高。tickrate，而卡牌游戲等回合制游戲則不需要。

Source：https://www.gabrielgambetta.com/client-server-game-architecture.html

對(duì)于完全運(yùn)行在鏈上的游戲，區(qū)塊鏈?zhǔn)怯螒蚍?wù)器并作為游戲狀態(tài)的去中心化的信任源。在這種情況下，不僅NFTs或代幣有真正的所有權(quán)，就連游戲者的ticks以及游戲邏輯也是在鏈上的。這就是為什么可以實(shí)現(xiàn)真正的所有權(quán)、持久性、抗審查性、可組合性等。理想情況下，游戲者的每個(gè)動(dòng)作都應(yīng)該提交給區(qū)塊鏈，在達(dá)成共識(shí)后，游戲狀態(tài)被更新并返回到本地設(shè)備。因此，自然而然地，需要較少tickrate的游戲類型更適合完全在鏈上進(jìn)行。

解決游戲的延遲、時(shí)間等的挑戰(zhàn)

隨著游戲復(fù)雜性和可玩性要求的提高，對(duì)引擎架構(gòu)提出了更多的挑戰(zhàn)要求：比如幀數(shù)延遲、隨機(jī)數(shù)、生命值恢復(fù)、連續(xù)的被動(dòng)效果、計(jì)時(shí)器等等。

幀數(shù)延遲其實(shí)在Web2世界也非常普遍，來自包括客戶端渲染和用戶操作上的延遲。特別是FPS這種高tickrate 游戲，一旦出現(xiàn)延遲，玩家體驗(yàn)會(huì)非常差，Web2中的其中一個(gè)解決辦法是 lockstep state update，讓所有玩家的同步按玩家中最高延遲的標(biāo)準(zhǔn)來同步，以此解決玩家公平性的體驗(yàn)。當(dāng)引入?yún)^(qū)塊鏈并需要等待交易確認(rèn)后，這個(gè)延遲可能會(huì)更嚴(yán)重。為此，Mud也增加了游戲中常用的optimistic rendering樂觀渲染這一機(jī)制，假設(shè)用戶操作成功，并在服務(wù)器同意之前（或者在本例中是在事務(wù)確認(rèn)之前）將其渲染在客戶端中。

鏈上生成隨機(jī)數(shù)是一個(gè)經(jīng)常被討論的課題，Mud認(rèn)為可以將用戶行為作為隨機(jī)結(jié)果的輸入，在交互發(fā)生后生成。

時(shí)間的概念以及Ticks單位在區(qū)塊鏈上是不一樣的。@SebastienGllmt認(rèn)為在用fraud proof概念的鏈上（比如Op）很難使用計(jì)時(shí)器，因?yàn)橐坏┏鲥e(cuò)，將需要回滾，如果游戲中用到計(jì)時(shí)器，體驗(yàn)將很差。Mud提供了不少思路來模擬時(shí)間流逝以及被動(dòng)恢復(fù)技能。比如隨時(shí)間流逝增加金幣，每次玩家執(zhí)行需要金幣的操作時(shí)，根據(jù)玩家之前的金幣數(shù)量、最近一次刷新的數(shù)量和刷新率來計(jì)算玩家的金幣數(shù)量。再比如，當(dāng)玩家在房間中移動(dòng)時(shí)，交易中附帶根據(jù)一些預(yù)定義的設(shè)計(jì)移動(dòng)房間中的所有物品。以此感知時(shí)間和狀態(tài)的變化。

寫腳本“作弊”也許不是問題。@BriefKandle 不認(rèn)為對(duì)游戲系統(tǒng)的MEV算作弊，防止腳本能簡單的MEV是游戲團(tuán)隊(duì)需要考慮的事情，Web2的游戲開發(fā)需要轉(zhuǎn)變思路，好的MEV bot是游戲內(nèi)的NPC。

部分功能已在最近推出的一些鏈上游戲中實(shí)現(xiàn)，比如Rhascau中，他們使用了計(jì)時(shí)器和連續(xù)被動(dòng)效果?；旧鲜褂脜^(qū)塊時(shí)間作為刻度。(在當(dāng)前的 L2 中，區(qū)塊時(shí)間 = tickrate）。

FOG/AW 技術(shù)棧

FOG/AW引擎框架是一個(gè)開發(fā)者工具棧，可以讓開發(fā)者利用區(qū)塊鏈作為服務(wù)器和信任源構(gòu)建游戲。此外，它可以解決目前的一些問題：

• 由于沒有標(biāo)準(zhǔn)/現(xiàn)成的框架，構(gòu)建鏈上FOG/AW的效率低下；

• 缺乏模塊化和代碼重用性；

• 缺乏可組合性。隨著FOG/AW引擎的發(fā)展，鏈上游戲可以更加有趣和富有想象力。

為了便于理解，這類引擎一般簡化的技術(shù)流程是：開發(fā)者為ui/ux和游戲核心邏輯編寫前端和后端代碼，然后通過游戲狀態(tài)的循環(huán)來同步所有的變化，最后由索引器將新的狀態(tài)反映到前端的本地設(shè)備上。

為了使運(yùn)行在區(qū)塊鏈上的游戲也能順暢地運(yùn)行這一回路，Mud，Dojo，Curio，Argus，Paima engine及Lootchain等正在為此開發(fā)各自的技術(shù)棧。技術(shù)棧由3個(gè)關(guān)鍵部分組成：鏈、核心開發(fā)棧和游戲前端。他們都有自己的創(chuàng)新，在去中心化和游戲復(fù)雜性之間做出權(quán)衡。

• 游戲前端：包含傳統(tǒng)引擎如Unity、Unreal等以及react/Threejs等語言和強(qiáng)大的工具提供渲染等功能，增強(qiáng)游戲可玩性和體驗(yàn)感必不可少的一環(huán)。以上項(xiàng)目基本都能提供相關(guān)SDK供開發(fā)者使用。

• 核心開發(fā)棧：設(shè)計(jì)一套方案能讓游戲邏輯運(yùn)行在區(qū)塊鏈上，并能按時(shí)同步到前端。關(guān)鍵組件包括合適的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)（定義游戲行為和邏輯），以及游戲狀態(tài)的同步和返回。

• 鏈：大部分選擇了Ethereum、Optimism和Starknet上構(gòu)建。

下圖描繪了不同的協(xié)議是如何設(shè)計(jì)各自的技術(shù)棧。以Mud V2為例來看其運(yùn)作流：

1. 一個(gè)開發(fā)者會(huì)在Mud調(diào)用一些Web2的前端工具來編寫代碼，利用這些強(qiáng)大的功能如渲染使得游戲更可視化看起來更好玩；

2. 同時(shí)，開發(fā)者會(huì)依Mud的智能合約框架（Mud World）來寫游戲的人物、物品以及具體的運(yùn)行邏輯等，比如當(dāng)英雄A從X處移動(dòng)至Y處，并發(fā)起對(duì)Y地塊的討伐，多大概率或什么情況下能成功占領(lǐng)該地塊；

3. 以上的動(dòng)作及游戲狀態(tài)會(huì)被記錄在Mud Store，它是一個(gè)鏈上數(shù)據(jù)庫，負(fù)責(zé)全局游戲狀態(tài)，是游戲狀態(tài)同步的信任來源；

4. 當(dāng)英雄A對(duì)Y進(jìn)行討伐，其實(shí)是玩家在前端本機(jī)上點(diǎn)擊了鼠標(biāo)并提交了該命令上鏈，該命令依據(jù)開發(fā)者的游戲設(shè)計(jì)邏輯，以及當(dāng)前Store里的游戲狀態(tài)，造成了一個(gè)結(jié)果，該結(jié)果被更新至新的游戲全局狀態(tài)，并被同步上鏈；

5. Mud上的游戲支持Web、Mobile等各種前端，不過可能會(huì)面臨復(fù)雜的索引需求，Mode正是為此而開發(fā)的一個(gè)鏈下索引器。

現(xiàn)在，讓我們談?wù)勥@些核心框架的共同和不同的設(shè)計(jì)。

• 他們中的大多數(shù)遵循Mud v1設(shè)計(jì)，并利用ECS作為游戲開發(fā)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這是游戲邏輯的編寫和呈現(xiàn)方式。Mud V2對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，數(shù)據(jù)被定義在Tables和Systems，這允許其他的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（不必如V1遵守ECS 數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)），這給了開發(fā)者更多的選擇，使其更具包容性。

• 大多數(shù)都使用去中心化的數(shù)據(jù)庫，因?yàn)閰^(qū)塊鏈自然地是游戲狀態(tài)和數(shù)據(jù)庫的信任來源。Mud在試圖最大程度實(shí)現(xiàn)全鏈上，整個(gè)應(yīng)用程序狀態(tài)都保存在 EVM 中。并沒有為實(shí)現(xiàn)游戲更高tickrate上犧牲去中心化或者引入鏈下結(jié)合的方案。

• 由于許多游戲類型，如FPS，需要高的tickrates，而由共識(shí)產(chǎn)生的區(qū)塊鏈只能處理區(qū)塊時(shí)間的變化，tickrate是這里要解決的一個(gè)大問題。Curio和Argus在自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，率先希望在鏈的層面上增加tickrates。

• 對(duì)于不同鏈的選擇上，Curio和Loot都利用Caldera構(gòu)建Op stack chain，除此之外，Dojo在引領(lǐng)Starknet的全鏈生態(tài)。根據(jù)@tarrenceva的描述，Starknet有State diffs狀態(tài)差異，不同于optimistic rollups，重點(diǎn)放在了執(zhí)行輸出而不是輸入。對(duì)游戲的影響主要可能在于優(yōu)化成本，例如國際象棋游戲：在三分鐘的游戲中，可能會(huì)發(fā)生 50 步。通過狀態(tài)差異，單個(gè)證明和最終狀態(tài)可以證明“輸出”。而optimistic rollups需要所有中間狀態(tài)的“輸入”。

目前已經(jīng)有一些游戲構(gòu)建在這些引擎之上，Mud和Dojo都在為此舉辦黑客松吸引開發(fā)者構(gòu)建應(yīng)用，Curio也剛在ETHCC發(fā)布魔獸爭霸的minigame demo。

很明顯，F(xiàn)OG/AW正在成為公鏈爭奪的關(guān)鍵生態(tài)，由Lattice提出的AW（自治世界）是一個(gè)很大的概念，不僅限于游戲、還包含社交、金融等眾多屬性。因此，構(gòu)建在此之上的是一個(gè)充滿想象力的虛擬世界，即Metaverse。我們可以期待一些新形態(tài)的游戲、社交、金融等融合應(yīng)用。

Reference:

1.https://mirror.xyz/matchboxdao.eth/d3lVAOa9Bi0kY-caoUT3lDC6E61mWJqtP1q6tME4xGY

2.https://jumpcrypto.com/writing/defining-on-chain-gaming/

3.https://www.oneqode.com/what-is-a-game-server/

4.https://medium.com/@qingweilim/how-do-multiplayer-game-sync-their-state-part-2-d746fa303950

5.https://latticexyz.notion.site/Building-Autonomous-Worlds-with-MUD-39d5eb5d31034589bc54a2053efb4c56

6.https://twitter.com/tarrenceva/status/1660686571270705152

7.https://book.dojoengine.org/framework/sozo/overview.html

8. https://www.youtube.com/watch?v=A0OXif6r-Qk