4、GAS相关概念4.10 预测（Prediction）

4.10 预测（Prediction）

GAS 开箱即用地支持客户端预测；然而，它并不会预测所有内容。在 GAS 中，客户端预测意味着客户端无需等待服务器的许可即可激活 GameplayAbility 并应用 GameplayEffects。它可以“预测”服务器允许其执行此操作，并预测将 GameplayEffects 应用于的目标。然后，服务器在客户端激活后运行 GameplayAbility 的网络延迟时间，并告知客户端其预测是否正确。如果客户端在任何预测中出错，它将“回滚”其“错误预测”中的更改以匹配服务器。

关于 GAS 相关预测的权威来源是插件源代码中的 GameplayPrediction.h。

Epic 的心态是只预测你可以“逃脱”的东西。例如，Paragon 和 Fortnite 并不预测伤害。他们很可能使用 ExecutionCalculations 来计算其伤害，这无论如何都无法预测。这并不是说你不能尝试预测某些事情，如伤害。如果你这样做并且效果很好，那就太好了。

… 我们并没有“无缝且自动”地预测所有内容。我们仍然觉得玩家预测最好保持在最低限度（意思是：预测你可以“逃脱”的最小量的东西）。

来自 Epic 的 Dave Ratti 的评论，摘自新的 Network Prediction Plugin

预测的内容：

  • Ability激活
  • 触发事件
  • GameplayEffect 应用：
    • Attribute修改（例外：执行(Execution)不进行预测，只有Attribute Modifiy）
    • GameplayTag 修改
  • Gameplay Cue 事件（无论是在预测的游戏效果中还是单独）
  • 蒙太奇（Montages）
  • 移动（Movement ）（内置于 UE 的 UCharacterMovement）

不可预测的内容：

  • GameplayEffect 移除
  • GameplayEffect 的周期性效果（如持续伤害）

摘自 GameplayPrediction.h

虽然我们可以预测 GameplayEffect 的应用，但我们无法预测其移除。我们可以通过在想要移除 GameplayEffect 时预测逆向效果来解决此限制。比如说我们预测了移动速度降低 40%。我们可以通过应用 40% 的移动速度增益来预测性地移除它，然后同时移除两个 GameplayEffects。这并不适用于每种情况，仍然需要支持预测 GameplayEffect 的移除。Epic 的 Dave Ratti 表示希望在 [GAS 的未来迭代(]https://epicgames.ent.box.com/s/m1egifkxv3he3u3xezb9hzbgroxyhx89)中添加此功能。

因为我们无法预测 GameplayEffects 的移除，所以我们无法完全预测 GameplayAbility 的冷却时间，并且没有逆向 GameplayEffect 的解决方案。服务器复制的 Cooldown GE 会存在于客户端，并且任何尝试绕过此复制（例如使用 Minimal 复制模式）都会被服务器拒绝。这意味着延迟较高的客户端需要更长时间告诉服务器进入冷却状态，并接收服务器的 Cooldown GE 的移除。也就是说，延迟较高的玩家的射击频率将低于延迟较低的玩家，这会使他们在与延迟较低的玩家对抗时处于劣势。Fortnite 通过使用自定义的账簿记录而不是 Cooldown GEs 来避免这个问题。

关于预测伤害，我个人不推荐尽管这是大多数人在开始使用 GAS 时尝试的第一件事。我尤其不推荐尝试预测死亡。虽然你可以预测伤害，但这样做很棘手。如果你错误地预测了伤害，玩家会看到敌人的健康值回升。这在你尝试预测死亡时尤其尴尬和令人沮丧。假如你错误地预测了 Character 的死亡，它开始软体化，但当服务器纠正它时，它会停止软体化并继续向你射击。

注意： Instant GameplayEffects（如 Cost GEs）改变 Attributes 可以在自己身上无缝预测，预测对其他角色的 Instant Attribute 更改将显示短暂的异常或“闪烁”。预测的 Instant GameplayEffects 实际上被视为 Infinite GameplayEffects，以便在错误预测时可以回滚。当服务器的 GameplayEffect 被应用时，可能存在两个相同的 GameplayEffect 导致 Modifier 被应用两次或在短时间内根本没有应用。最终它会自行纠正，但有时玩家会注意到闪烁。

GAS 预测实现试图解决的问题：

  1. “我能做到吗？” 预测的基本协议。
  2. “撤销” 当预测失败时如何撤销副作用。
  3. “重做” 如何避免重放我们在本地预测但也从服务器复制的副作用。
  4. “完整性” 如何确保我们/真正/预测了所有副作用。
  5. “依赖性” 如何管理依赖的预测和预测事件链。
  6. “覆盖” 如何预测性地覆盖状态，否则由服务器复制/拥有。

摘自 GameplayPrediction.h

4.10.1 预测键（Prediction Key）

GAS 的预测基于 Prediction Key 的概念，它是客户端在激活 GameplayAbility 时生成的整数标识符。

  • 客户端在激活 GameplayAbility 时生成一个预测键。这是 Activation Prediction Key。

  • 客户端通过 CallServerTryActivateAbility() 将此预测键发送到服务器。

  • 客户端将此预测键添加到其应用的所有 GameplayEffects 中，直到预测键有效。

  • 客户端的预测键失效。在同一 GameplayAbility 中的进一步预测效果需要一个新的 Scoped Prediction Window。

  • 服务器接收来自客户端的预测键。

  • 服务器将此预测键添加到其应用的所有 GameplayEffects 中。

  • 服务器将预测键复制回客户端。

  • 客户端接收来自服务器的带有用于应用它们的预测键的复制 GameplayEffects。如果任何复制的 GameplayEffects 与客户端应用的具有相同预测键的 GameplayEffects 匹配，则它们被正确预测。目标上将暂时存在两个 GameplayEffect 的副本，直到客户端移除其预测的副本。

  • 客户端从服务器接收预测键。这是 Replicated Prediction Key。此预测键现在标记为陈旧。

  • 客户端移除所有它创建的带有现已陈旧的复制预测键的 GameplayEffects。服务器复制的 GameplayEffects 将保留。客户端添加的任何 GameplayEffects 且没有接收到来自服务器的匹配复制版本的被错误预测。

预测键保证在 GameplayAbilities 中的指令“窗口”中从 Activation 开始的原子分组期间有效。你可以将其理解为仅在一帧期间有效。任何来自潜在动作 AbilityTasks 的回调将不再有有效的预测键，除非 AbilityTask 内置同步点生成新的 Scoped Prediction Window。

4.10.2 在Ability中创建新的预测窗口(Prediction Window)

为了在AbilityTasks的回调中预测更多的动作，我们需要创建一个新的作用域预测窗口，并使用新的作用域预测键。这通常被称为客户端与服务器之间的同步点（Synch Point）。一些AbilityTasks，特别是与输入相关的任务，内置了创建新作用域预测窗口的功能，这意味着在AbilityTasks的回调中，原子操作（atomic code）可以使用有效的作用域预测键。其他任务，比如WaitDelay任务，则没有内置的创建作用域预测窗口的代码。如果你需要在没有内置功能的AbilityTask之后进行动作预测（如WaitDelay任务），则必须手动使用WaitNetSync AbilityTask并选择OnlyServerWait选项。

当客户端执行WaitNetSync并选择OnlyServerWait时，它会基于GameplayAbility的激活预测键生成一个新的作用域预测键，将其RPC传输到服务器，并将该键添加到应用的新GameplayEffects中。当服务器执行WaitNetSync并选择OnlyServerWait时，它会等待客户端发送新的作用域预测键后再继续。这种作用域预测键的作用与激活预测键相同——它应用于GameplayEffects，并会被复制回客户端标记为过时。该作用域预测键在作用域失效（即作用域预测窗口关闭）之前是有效的。因此，再次强调，只有原子操作，不能有延迟的操作，才能使用新的作用域预测键。

你可以根据需要创建任意数量的作用域预测窗口。

如果你希望在自定义的AbilityTasks中添加同步点功能，可以参考输入类任务的实现，了解它们是如何将WaitNetSync AbilityTask代码注入其中的。

注意： 使用WaitNetSync时，服务器的GameplayAbility会被阻塞，直到接收到客户端的响应。如果不当使用，恶意用户可能会故意延迟发送新的作用域预测键，从而滥用这一机制。虽然Epic使用WaitNetSync的频率较低，但如果你担心这个问题，Epic建议在AbilityTask中构建一个新的延迟版本，使其在没有客户端响应的情况下自动继续执行。

示例项目中在Sprint GameplayAbility中使用了WaitNetSync，每次应用耐力消耗时都会创建一个新的作用域预测窗口，以便进行预测。理想情况下，在应用消耗和冷却时，我们希望有一个有效的预测键。

如果你在客户端上看到一个预测的GameplayEffect被重复播放，说明你的预测键已经过时，正在经历“重做”问题。通常可以通过在应用GameplayEffect之前插入一个WaitNetSync AbilityTask（OnlyServerWait选项）来解决此问题，从而生成一个新的作用域预测键。

4.10.3 预测性生成 Actor

在客户端上进行预测性生成Actor是一个高级话题。GAS本身并不提供开箱即用的功能来处理这一点（SpawnActor AbilityTask只会在服务器上生成Actor）。关键概念是，在客户端和服务器上生成一个被复制的Actor。

如果生成的Actor只是装饰性元素或不影响游戏玩法，简单的解决方案是重写Actor的IsNetRelevantFor()函数，以限制服务器不向拥有者客户端复制。这样，拥有者客户端会有自己的本地生成版本，服务器和其他客户端则会有服务器的复制版本。

bool APAReplicatedActorExceptOwner::IsNetRelevantFor(const AActor * RealViewer, const AActor * ViewTarget, const FVector & SrcLocation) const  
{  
    return !IsOwnedBy(ViewTarget);  
}

如果生成的Actor会影响游戏玩法，例如需要预测伤害的投射物，那么你需要一些更复杂的逻辑，超出了本文档的范围。可以参考UnrealTournament如何在Epic Games的GitHub上预测性地生成投射物。他们会在拥有者客户端上生成一个虚拟的投射物，并与服务器复制的投射物同步。

4.10.4 GAS中预测的未来发展

GameplayPrediction.h中提到，未来可能会增加预测GameplayEffect移除和周期性GameplayEffects的功能。

Epic的Dave Ratti 表示，他有兴趣解决预测冷却时间时的延迟对玩家的影响问题，特别是高延迟玩家相对于低延迟玩家的劣势问题。

Epic的新 Network Prediction 插件 预计将与GAS完全兼容，就像CharacterMovementComponent以前与其兼容一样。

4.10.5 网络预测插件（Network Prediction plugin）

Epic最近启动了一项替换CharacterMovementComponent的Network Prediction的计划。该插件目前仍处于非常早期的阶段，但可以在Unreal Engine的GitHub上获得早期访问权限。暂时还不清楚它会在哪个版本的引擎中首次发布实验性测试版。

4.9 Ability System Globals4.11 Targeting