• 🎈 Protobuf
  • 🔸 简介
  • 🔸 使用
    • 🎯 编写.proto文件
    • 🎯 编译.proto文件
• 🎈 Socket
  • 🔸 客户端发送Avatar数据
  • 🔸 客户端接收Avatar数据

🎈 Protobuf

🔸 简介

Google Protocol Buffer（简称Protobuf）是Google公司一种轻便高效的结构化数据存储格式，可作为数据的序列化工具，经常被用于通讯协议，与Json、XML相比，Protobuf的优点在于性能更高，它更小、更快，以高效的二进制方式存储，生成的二进制消息非常紧凑，因此在网络上传输的字节数更少。

🔸 使用

我们使用Protobuf作为通信协议，创建一个协议类需要经过以下步骤：

• 根据语法规则编写.proto文件；
• 通过编译工具protoc.exe将.proto文件编译成.cs文件；

🎯 编写.proto文件

语法规则如下：

• 使用message定义类，相当于c#中的class；
• 使用三种字段修饰符修饰字段：
  • required 表示是一个必选字段，必须初始化；
  • optional 表示是一个可选字段，可以不进行初始化；
  • repeated 表示该字段可以包含多个元素，可以看作是在传递一个数组的值；
• 字段类型，与C#的对应关系如下：

• 字段标识号

每个字段都有唯一的标识号，这些标识是用来在消息的二进制格式中识别各个字段的，使用后便不能更改。[1,15]之内的标识号在编码的时候会占用1字节。[16,2047]之内的标识号则占用2字节，所以应该为那些频繁出现的消息元素保留[1,15]之内的标识号。
注：不可以使用[19000-19999]标识号，protobuf协议实现中对这些进行了预留。

例如，我们需要定义AvatarProperty协议类来对Avatar人物的属性进行通讯，proto文件编写如下

message AvatarProperty
{
	required string userId = 1;
	required int32 avatarId = 2;
	required string name = 3;
	required float posX = 4;
	required float posY = 5;
	required float posZ = 6;
	required float rotX = 7;
	required float rotY = 8;
	required float rotZ = 9;
	required float speed = 10;
}

🎯 编译.proto文件

• 运行cmd，cd 打开protoc.exe所在路径

• 输入编译命令protoc -I=./ --csharp_out=./ AvatarProperty.proto

编译成功后，可以看到AvatarProperty.cs文件已经生成到目录下，将其导入到Unity中即可。

注：AvatarProperty.cs由protobuf的编译工具生成，导入到Unity后便不可修改。

🎈 Socket

我们通过Socket TCP实现网络通讯，使用了我的小型开发框架SKFramework中的网络通讯模块：

SKFramework框架开源地址：https://github.com/136512892/SKFramework

🔸 客户端发送Avatar数据

//每间隔一定时长发送一次Avatar数据
timer = Timer.EverySeconds(interval, () =>
{
    if (GameServer != null)
    {
        var ap = new AvatarProperty()
        {
            UserId = UserId,
            PosX = AvatarController.transform.position.x,
            PosY = AvatarController.transform.position.y,
            PosZ = AvatarController.transform.position.z,
            RotX = AvatarController.transform.eulerAngles.x,
            RotY = AvatarController.transform.eulerAngles.y,
            RotZ = AvatarController.transform.eulerAngles.z,
            Speed = AvatarController.Instance.Speed,
        };
        //发送数据
        GameServer.Send(ap);
    }
});
timer.Launch();

Timer模块为SKFramework框架中的计时类工具，也可以通过框架中的Packaga Manager下载，EverySeconds表示每隔多少秒执行一次回调函数，这里我们将internal设为0.025，也就是1秒将发送40次数据，可适当调整。

🔸 客户端接收Avatar数据

客户端接收到服务端的消息后，会将消息内容通过事件系统进行抛出：

//抛出消息
Messenger.Publish(msg.name, msg.content);

Messenger则是SKFramework框架中的事件系统，Publish表示发布消息，第一个参数表示消息的主题，第二个参数表示消息的内容。

订阅主题为AvatarProperty的消息，当该主题的消息发布后，订阅事件OnAvatarPropertyMsgEvent将会被执行。

//订阅AvatarProperty消息
Messenger.Subscribe<ByteString>(typeof(AvatarProperty).Name, OnAvatarPropertyMsgEvent);

在OnAvatarPropertyMsgEvent事件中，根据消息的用户ID判断相应的Avatar人物实例是否存在，如果不存在则进行创建并初始化：

private void OnAvatarPropertyMsgEvent(ByteString bs)
{
    //反序列化
    var ap = AvatarProperty.Parser.ParseFrom(bs);
    if (!avatarDic.ContainsKey(ap.UserId))
    {
        //第一次接收该Avatar数据 首先创建Avatar人物
        var instance = Object.Instantiate(Resources.Load<AvatarInstance>(typeof(AvatarInstance).Name));
        //存入Avatar字典
        avatarDic.Add(ap.UserId, instance);
        //初始化
        instance.Init(ap);
    }
    //目标Avatar
    avatarDic[ap.UserId].Set(ap);
}

AvatarInstance接收到数据后，使用插值方式计算坐标、旋转，以及同步Animator动画信息：

using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;

using SK.Framework;

namespace Metaverse
{
    /// <summary>
    /// Avatar实例
    /// </summary>
    public class AvatarInstance : MonoBehaviour
    {
        public string UserId { get; private set; }

        [SerializeField] private Animator animator;
        [SerializeField] private Canvas worldCanvas;
        private Vector3 targetPos;
        private Vector3 targetRot;
        private const float lerpSpeed = 5f;

        /// <summary>
        /// 初始化
        /// </summary>
        /// <param name="ap"></param>
        public void Init(AvatarProperty ap)
        {
            UserId = ap.UserId;
            Camera mainCamera = Camera.main != null ? Camera.main : FindObjectOfType<Camera>();
            worldCanvas.worldCamera = mainCamera;
            //挂载Face2Camera组件 使其始终朝向相机
            worldCanvas.GetComponent<Face2Camera>().Set(mainCamera, false, false);
            worldCanvas.GetComponentInChildren<Text>().text = UserId;
        }

        /// <summary>
        /// 接收数据
        /// </summary>
        /// <param name="ap"></param>
        public void Set(AvatarProperty ap)
        {
            targetPos = new Vector3(ap.PosX, ap.PosY, ap.PosZ);
            targetRot = new Vector3(ap.RotX, ap.RotY, ap.RotZ);
            animator.SetFloat("Speed", ap.Speed);
        }

        private void Update()
        {
            //插值运算
            transform.position = Vector3.Lerp(transform.position, targetPos, Time.deltaTime * lerpSpeed);
            transform.rotation = Quaternion.Lerp(transform.rotation, Quaternion.Euler(targetRot), lerpSpeed);
        }
    }
}

Face2Camera为SKFramework中的一个组件工具，其功能是使物体始终朝向相机。

同步效果：