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TF2技术如何突破极限?

核心:Source 引擎与 GoldSrc 的渊源

TF2 基于 Valve 的 Source 引擎 开发,但有趣的是,它的开发历史非常曲折,甚至可以追溯到 GoldSrc 时代。

team fortress 2 技术
(图片来源网络,侵删)
  • 开发起点:TF2 最初是在 GoldSrc 引擎(也就是《半条命1》的引擎)上开发的,早期版本(2003年E3上展示的)风格写实,充满战术元素,与最终版本大相径庭。
  • 引擎切换:在开发后期,为了实现更丰富的物理效果、光影和动画,Valve 将整个项目迁移到了全新的 Source 引擎上,这也是为什么 TF2 的某些底层代码和机制与《半条命2》等早期 Source 游戏有相似之处。
  • Source 引擎的特性
    • 物理引擎:基于 Havok,实现了标志性的“ Ragdoll 物理死亡”(尸体布娃娃效果),这在当时是革命性的。
    • 光影系统:早期版本使用较为传统的光影,后续更新加入了更高级的动态光影和反射效果。
    • 面部动画系统:源自《半条命2》,角色的表情和口型非常生动,增强了游戏的表现力。

网络架构:Source 的客户端-服务器模型

TF2 和所有 Source 游戏一样,采用严格的 客户端-服务器架构,这是理解其技术、作弊和同步问题的关键。

  • 服务器:权威的决策中心,所有游戏逻辑(如谁击中了谁、是否占领了据点、玩家位置是否合法)都在服务器上处理,服务器决定了游戏的最终状态。

  • 客户端:玩家的游戏界面,它负责渲染画面、播放声音、接收玩家输入(如移动、射击),并将这些输入发送给服务器。

  • 工作流程

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    (图片来源网络,侵删)
    1. 玩家(客户端)进行操作(如按下鼠标左键)。
    2. 客户端将这个“我射击了”的指令发送给服务器。
    3. 服务器收到指令后,执行逻辑判断:“这个玩家是否在开火状态?他的准星内是否有敌人?子弹是否命中?”
    4. 服务器将结果广播给所有连接的客户端:“A 击中了 B,造成了 15 点伤害”。
    5. 客户端根据服务器的指令,播放枪声、命中特效、伤害数字等。
  • 技术影响

    • 高 Ping 体验:如果你的延迟高,你的指令到达服务器需要时间,服务器的返回结果也延迟到达你的客户端,这就是为什么你看到别人在你前面,但服务器判定你先开火(所谓的“延迟补偿”或“Lag Compensation”机制就是为了缓解这个问题)。
    • 作弊防范:由于服务器是权威的,大部分外挂(如自动瞄准、穿墙)在客户端上修改数据,但服务器会拒绝这些非法数据,也有一些“内存读取”类外挂可以直接从客户端内存中读取服务器信息,防范这些是持续的技术对抗。
    • Tick率:服务器每秒更新游戏状态的次数,TF2 的官方公共服务器通常是 66 Tick,而一些高端社区服务器或比赛服务器可以达到 128 Tick,提供更精确的同步体验。

核心游戏机制的技术实现

TF2 的独特玩法背后是精巧的技术设计。

A. 9 大职业的系统

  • 继承自 Quake:TF2 的职业系统很大程度上继承了《雷神之锤》的模组(Team Fortress Classic),每个职业都是一个独立的“玩家类”,拥有独特的属性、生命值上限、移动速度和专属武器。
  • 服务器端判定:你的职业信息存储在服务器上,你不能通过修改客户端文件来把自己变成一个没有冷却时间的“间谍”,因为服务器知道你用的是“匕首”而不是“左轮”。

B. 角色动画与动作

  • 源动画系统:使用的是 Valve 的源动画系统,它允许动画与物理、状态机紧密结合。
  • 动作系统
    • 火箭跳:本质上是利用爆炸伤害的“ knockback”(击退力)来将玩家弹射到空中,这是一个基于物理的机制,而不是一个预设的动画。
    • 空中转向:士兵和侦察兵在空中可以改变朝向,这通过独立的上半身和下半身动画系统实现,下半身保持空中姿态,上半身可以自由旋转瞄准。
    • 挥刀判定:间谍的背刺判定是一个经典的例子,它不是基于准星,而是基于你从背后接近敌人时的角度,服务器会计算你和敌人之间的夹角,如果小于某个阈值(约90度),则判定为背刺,造成巨额伤害。

C. 武器系统

  • 服务器权威:武器的所有属性(伤害、射速、弹药量)都由服务器管理,客户端只能“请求”开火,但最终能否开火、造成多少伤害,由服务器说了算。
  • 特殊武器机制
    • 爆炸物:士兵的火箭、榴弹, Heavy 的“爱心”发射器,它们的弹道是服务器预先计算好的抛物线,这解释了为什么你需要“预判”敌人的位置。
    • 狙击枪:爆头判定是一个服务器端的射线检测,从枪口发出一条线,检查是否穿过敌人的头部碰撞模型。
    • 霰弹枪:伤害衰减是其核心技术,霰弹枪的每一发“弹丸”都是一个独立的实体,它们在飞行中会逐渐失去伤害力,离得越远,伤害越低,这也是为什么近距离霰弹枪威力巨大。

后台与更新技术:VScript 与 SteamPipe

TF2 的持续生命力离不开其强大的后台技术支持。

A. VScript (Valve Scripting)

这是 TF2 最具革命性的技术之一,它允许开发者(甚至社区成员)通过一种类似 Lua 的脚本语言来创建复杂的游戏逻辑,而无需重新编译整个游戏。

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(图片来源网络,侵删)
  • 应用场景
    • MvM (机器人毁灭战):几乎所有的机器人行为、波次逻辑、特殊能力、奖励系统都是用 VScript 编写的,这使得创建复杂的 PVE 内容变得非常高效。
    • 社区地图和模式:许多社区服务器利用 VScript 创建了全新的游戏模式,如“Prop Hunt”、“Soccer”、“Fruit Ninja”等,这些模式在官方服务器上是不可能实现的。
    • 活动:万圣节和圣诞节活动中的许多特殊效果、小游戏和Boss战也大量使用 VScript。
  • 技术优势:极大地提升了游戏的可扩展性,让一个发布于2007年的游戏至今仍能涌现出层出不穷的新内容。

B. SteamPipe 与无停机更新

  • SteamPipe:Valve 开发的一个内容分发系统,它取代了旧的“Steam”系统,允许游戏文件被分割成无数个微小的“chunk”(数据块)。
  • 如何工作:当你更新 TF2 时,SteamPipe 只会下载或修改那些发生变化的“chunk”,而不是整个游戏文件。
  • 巨大优势
    • 快速更新:无论更新多大,下载速度都非常快。
    • 无停机更新:这是最关键的一点,开发者可以逐个更新服务器上的文件,而无需将整个服务器下线,他们可以先更新一个地图文件,然后是武器脚本,最后是游戏逻辑,整个过程对玩家几乎是透明的,大大减少了维护时间。

反作弊技术

  • VAC (Valve Anti-Cheat):Valve 的基础反作弊系统,它会自动检测已知的作弊程序,并在检测到后封禁该 Steam 账号的 VAC 权限。
  • Overwatch:一个社区驱动的反作弊系统,当有玩家被多次举报后,其游戏录像会被匿名发送给经验丰富的社区玩家进行评审,如果多数评审员认定其为作弊者,该玩家将被封禁。
  • 信任因子:一个更现代的系统,它会根据你的 Steam 账号行为(游戏时长、举报记录、被举报记录、与其他玩家的互动等)为你计算一个“信任值”,系统会尝试将信任值相近的玩家匹配在一起,以减少与作弊者同场竞技的概率。

《军团要塞2》的技术可以概括为:

  1. 坚实的基础:基于强大且灵活的 Source 引擎,并巧妙地利用了其客户端-服务器架构。
  2. 精巧的设计:通过物理、动画和逻辑判定,实现了标志性的游戏机制,如火箭跳和背刺判定。
  3. 持续的生命力VScriptSteamPipe 是其“永不过时”的技术保障,赋予了游戏无与伦比的可扩展性和便捷的更新能力。
  4. **社区的参与
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