基礎設施是游戲發展的關鍵（二）：初探新框架—Action Registry Core_ARC:男的用ethereal說明什么

如何將傳統游戲開發中的經驗應用到區塊鏈游戲中？由ECS架構所啟發，JumpCrypto提出了一種新框架ARC，為全鏈游戲和資產上鏈的游戲提供了高效、可重用、易擴展和跨鏈互操作的支持，讓Web3游戲開發更加輕松。

概述

在上一篇文章中，我們討論了三種鏈上游戲類型，分別是：完全上鏈，資產上鏈，和可選資產鑄造。回顧一下，由于目前缺乏支持FOC和OCA的基礎設施，大多數游戲工作室選擇了OCM方法，以避免給用戶帶來太多的阻力。在接下來的幾篇文章中，我們將重點介紹一些可能支持FOC和OCA的基礎設施，以及每個部件在實際應用中可能的設計方案。

首先需要的基礎設施是——一個能夠高效管理鏈上資產和游戲狀態的系統。定義資產在鏈上的操作方式對資產可編程性有著實質性的影響。為了更好地了解這樣的系統可能會是什么樣子，我們決定自己開發一個鏈上游戲。同時，我們很快發現，當游戲的規模擴大時，基于面向對象編程的傳統方法會遇到可擴展性的挑戰，因為資產依賴關系會隨著游戲規模的擴大呈現出線性的增長。

因此，我們決定嘗試使用數據驅動的設計模式，這些模式在傳統游戲開發中已被廣泛使用，但在鏈上的實踐很少。通過這個過程，我們在Solana上嘗試了一個名為ARC的框架，我們認為這是管理鏈上資產和游戲邏輯最有效的方法之一。傳統游戲開發中常用到一種數據驅動的架構模式是實體組件系統（EntityComponentSystem,ECS)，ARC正是由ECS所啟發構建的。

南天信息：已完成南天區塊鏈基礎服務應用平臺基礎設施層等搭建:10月2日消息，有投資者就有關區塊鏈技術的落地項目向南天信息發起提問。對此，南天信息表示，公司區塊鏈技術落地食品溯源以及資金穿透監管業務，公司研發的南天區塊鏈基礎服務應用平臺（NBaaS），已做完基礎設施層、基礎服務層、合約服務層的搭建，后續只需要根據行業應用需要在應用層開發，公司正在不動產、再保險、銀行等領域探索實施區塊鏈應用。（新浪財經）[2021/10/2 17:21:17]

在本文中，我們將介紹ECS的工作原理、它在傳統游戲中為什么如此重要、如何將這種理念擴展到構建類似ARC的框架，以及可能的底層架構。

我們的目標是為開源研究做出貢獻，并幫助推動鏈上游戲基礎設施的發展。秉著這種精神，我們決定開源ARC參考實現，并歡迎社區給予任何反饋。

ARCGitHub鏈接：

傳統游戲開發中的ECS是什么？

ECS是近年來廣泛應用于視頻游戲的一種架構。與經典的面向對象編程相比，ECS可以將數據與行為分離，因此在視頻游戲領域具有一定優勢。在傳統的Web2游戲中，它可以幫助提高游戲性能，同時在開發游戲本身時，也能更好地控制游戲邏輯。

了解傳統OOP方法在面對多個依賴關系時的局限性，可以更好地幫助理解ECS的優勢。

經濟日報：必須大力發展以區塊鏈等為代表的新技術基礎設施等數字基建:5月12日，經濟日報刊文“實現高質量發展要激活數字基建活力”。文章表示，發展數字基建有利于創造新供給。必須大力發展以5G、物聯網、衛星互聯網等為代表的通信網絡基礎設施，以數據中心、智能計算中心等為代表的算力基礎設施，以及以人工智能、云計算、區塊鏈等為代表的新技術基礎設施等數字基建。[2021/5/12 21:50:58]

OOP面臨的挑戰-鉆石繼承問題

假設我們正在構建一個非常簡單的游戲，具有以下屬性：

三個實體：i)Mammal，ii)Fish，iii)Amphibian

Mammal可以在陸地上呼吸，但不能在水里呼吸

Fish可以在水里呼吸，但不能在陸地上呼吸

Amphibian既可以在水里呼吸，也可以在陸地上呼吸

在傳統的OOP中，Mammal可以作為一個實體，繼承自基類LandBreather，Fish可以作為一個實體，繼承自基類WaterBreather。在這里，我們遇到了Amphibian的挑戰，它既具有LandBreather的屬性，又具有WaterBreather的屬性，但不能同時繼承兩者。在經典的面向對象編程中，這被稱為“鉆石繼承問題或菱形繼承問題”。這個問題在游戲中比其他應用更為普遍，因為游戲角色、物品和資產的數量隨著特征和依賴關系的增加而增加。雖然存在一些變通方法，但對于游戲來說，我們認為ECS是最優雅的解決方案。

Akoin聯合創始人：期待與政府合作推動城市基礎設施采用區塊鏈技術:美國歌手Akon旗下加密貨幣項目Akoin聯合創始人兼總裁Jon Karas接受采訪時表示，一旦Akon City在2030年建成，它將為居民在日常生活中使用加密貨幣提供實用工具，并有可能在整個非洲推廣使用加密貨幣。Karas表示：“我們希望與政府合作，幫助將區塊鏈技術用于各種典型的城市基礎設施，如稅收、進口關稅和與貿易相關的事務。我們認為，這有助于政府進行無縫追蹤和收費等事務。”（Cointelegraph）[2020/8/21]

ECS作為一種解決方案

基于ECS的游戲具有以下特性：

Entity-組件的唯一標識或容器

Component-不具備行為的純數據類型，可以“掛載”到實體上

System-與具有一定組件集合的實體匹配的函數

實體可以包含零個或多個組件。通過使用系統，實體可以動態地添加/刪除/修改其組件。

為了了解ECS如何解決游戲中OOP面臨的限制，我們可以使用ECS解決上面舉例遇到的問題。在ECS模式下，我們會創建兩個組件：LandBreather和WaterBreather。系統LandBreatherSystem處理具有LandBreather組件的任何實體的移動，而系統WaterBreatherSystem處理具有WaterBreather組件的任何實體的移動。實體可以如下所示：

動態 | 湖南省區域醫療基礎設施開通 充分運用區塊鏈等技術:據湖南日報今日消息，12月27日，湖南省區域醫療基礎設施正式開通。湖南省“創新型省份建設專項”支持立項了支撐全網運營的新一代區域醫療信息基礎設施關鍵技術研發與應用項目。項目旨在充分利用區塊鏈、大數據、人工智能等先進信息技術，推動區域醫療資源共享，提高優質醫療資源可及性和醫療服務的同質化水平，提升區域內整體醫療衛生服務能力和人民群眾滿意度。[2019/12/29]

Mammal：

Fish：

Amphibian：

然后，您可以動態地為實體添加更多組件，例如Fly或Fight，并且也可以在它們下面創建具有不同組件的更多實體。

什么是ARC？

ARC是一個受傳統ECS架構啟發的鏈上信息組織框架。與ECS一樣，ARC有用于組件的無數據容器——實體，以及可以“掛載”到實體上的無行為的純數據類型——組件。

與ECS不同的是，ARC有可以針對特定組件執行的“操作”，而不是“系統”。主要區別在于，傳統ECS中的系統是圍繞傳統游戲中使用的基于循環的架構構建的，而ActionBundles則考慮到了區塊鏈架構是基于推送的。這里概述的ARC的具體實現是針對Solana生態系統的，但其他生態系統中也可以使用類似的架構。ARC的基本架構是一個分為三層的洋蔥架構。首先，要有負責維護注冊表和實體的核心層。其次，有各種注冊表合約，它們負責維護組件和操作的注冊表以及治理功能。最后，需要有游戲或修改組件的操作合約。

直擊烏鎮 | 螞蟻金服資深總監：區塊鏈作為一項技術是價值互聯網時代不可或缺的基礎設施:金色財經現場報道，2019年11月8日，第二屆世界區塊鏈大會于烏鎮隆重開幕。在會議現場，螞蟻金服資深總監李杰力以《開放、普惠，共建未來價值互聯網絡》為主題進行了演講。他介紹，阿里巴巴在今年成立了全新的智能科技業務板塊，在這一板塊區塊鏈占據著重要的位置。阿里巴巴的使命是“讓天下沒有難做的生意”，是要在買家和賣家之間構建一個信任橋梁，而區塊鏈是與信任強相關的。區塊鏈作為一項技術是價值互聯網時代不可或缺的基礎設施。未來20年通過“上鏈”讓更多的價值數字化，讓人、設備、商業、社會協同創新。[2019/11/8]

核心層

核心層負責以下三件事：

初始化新的注冊表實例

以NFT或獨立實體PDA的形式鑄造新實體

維護與實體相關的SerializedComponents

鏈上只需要存在一個核心程序，因為通過注冊表實例，我們可以將不同的組件、實體和規則進行分桶。在EVM鏈上，這種方法可能行不通，因為每個合約的合約存儲有限，所以最好啟用多個核心。

具體在Solana中，實體結構類似于為每個MetaplexNFT生成的Metaplex元數據。一個顯著的區別是在給定代幣上的每個注冊表實例都有一個新的實體映射。這意味著一個代幣，理論上可以有多個實體，只要它們屬于不同的注冊表。

這種行為模式是否“優于”一個代幣一個實體，這是一個尚待解答的問題。因為核心只處理序列化組件，所以它不需要擔心如何反序列化任何東西。這意味著所有反序列化邏輯可以推給游戲或操作層。

注冊表實例是賦予注冊表及其實例ID的唯一標識。不同的實例有助于在同一核心中實例化不同的“游戲”，從而允許在給定的一組組件和操作中重復使用相同的注冊表管理代碼——只允許實體不同的實例化。

注冊表

注冊表程序基本上是一個治理合約。它記錄以下內容：

通過SchemaURL注冊的組件。

可以修改給定注冊表實例的特定組件的已注冊操作。

創建新注冊表實例的能力。

例如，它可能規定只有管理員才能創建新的注冊表實例，或者將該權限交給DAO。

同樣適用于用其注冊的任何組件。例如，假設給定的游戲X中，存在一個移動操作，允許玩家以每秒1個格子的速度將棋子從一個格子移動到另一個格子。另一個團隊來創建“Portals”，在這個注冊表中允許更快的移動。要允許Portals操作能夠修改單位上的“位置”組件，需要注冊表的治理來投票決定是否允許這種規則的改變。例如，它們可能允許特定的注冊表實例。

組件的更新權限在注冊表這里，因為Actions只是向注冊表提交其建議的更改，然后注冊表檢查治理，將更改提交給核心來修改實體。關鍵的是，Actions不需要是鏈上游戲。它們可以是鏈下游戲基礎設施，如預言機，向游戲DAO控制的鏈上資產層提交更改。

TheActionBundles

Actions是鏈上或鏈下代碼，具有以下能力：

讀取實體PDA并反序列化它們認為有價值的組件。

修改并提交更改后的序列化組件給到注冊表，以便與實體一起更新。

特定于應用程序的Actions代碼允許游戲的“分層”。例如，可能存在“目標：山丘之王”和“目標：擊敗”兩個Actions，可能可以玩三種游戲。可以實例化一個注冊表實例，該實例僅允許第一個Action、第二個Action或兩者都處于活躍狀態并允許對組件進行更改。

ARC對鏈上游戲的幫助

對于FOC和OCA類型的游戲來說，ARC具有幾個優點，包括：

模式更改的同時，保持向后兼容性。

由于實體可以容納動態組件，因此可以同時維護組件的v1和v2版本。

這允許舊應用程序可以進行查詢，而不會丟失操作支持。

效率-由于實體的大小由它們所擁有的組件決定，因此它們的大小只有在需要時才會變大。

可重復性-由于基礎實現非常簡單，因此可以在各種生態系統中輕松使用相同的實現。

熟悉性-Web2游戲公司對這個框架也會更加熟悉。

模塊化-隨著需求的變化，可以模塊化地添加新的屬性/行為。

可擴展性-鏈上資產層對于那些使用鏈上資產的混合游戲以及全鏈游戲都很有用。

跨鏈可訪問性-簡單的跨鏈序列化框架和跨鏈身份框架可以簡化應用程序向其他鏈的移植。接下來的文章中將詳細介紹。

總結

總的來說，ActionRegistryCore是一個用于管理游戲鏈上資產層的框架，支持全鏈游戲和利用鏈上資產的游戲。這種架構提供了可擴展性，隨著游戲資產數量和相互依賴性的增加，可以避免面向對象編程方法可能帶來的技術債務。在接下來的文章中，我們將深入探討基于ARC的鏈上游戲后端的使用情況，并探索完成堆棧所需的其他基礎設施。

作者：DevBharel&ShanavKMehta

編譯：Leia

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