Vorschau auf Full-Chain-Spiele: Die Weiterentwicklung der Web2 Game Engine

01 Die zugrunde liegende Technologie treibt die sprunghafte Entwicklung im Gaming voran

Der Fortschritt in der Gaming-Branche entwickelt sich ständig weiter, parallel zu den technologischen Fortschritten. Von Änderungen bei Grafik und Sound bis hin zu Veränderungen im Spieldesign und den Interaktionsmethoden tragen sie alle zur Entwicklung des Gamings bei. Das erste von Atari entwickelte Spiel, Pong, gilt weithin als das erste kommerziell erfolgreiche elektronische Spiel und löste einen Trend im elektronischen Gaming aus. Die 1970er Jahre waren eine Zeit der rasanten Entwicklung integrierter Schaltkreise. 1975 stellte Motorola den Prozessor 6502 vor und legte damit den Grundstein für den späteren Erfolg von Heimkonsolen. Daraus entstand der berühmteste Heimkonsolen-Pionier, Atari 2600, der Pac-Man zu einem bekannten Namen machte.

Modernes Gaming ist eine integrierte Kunst und zugleich eine komplexe Technologie. Frühe Spiele waren in der Codelogik und der Schnittstelleninteraktion relativ einfach. Entwickler waren es eher gewohnt, von 0 auf 1 zu arbeiten, aber mit der Verbesserung der Fähigkeiten wurde das Gameplay vielfältiger und die Technologie komplizierter. Die Entwicklung von Grund auf neu zu beginnen, wurde immer ineffizienter. In den 1990er Jahren brachte das Aufkommen von CD-ROMs und 3D-Grafikbeschleunigungskarten Spiele auf ein neues Niveau in Bezug auf Inhalt und visuelle Leistung, was zu einem dramatischen Anstieg der für die Entwicklung eines Spiels erforderlichen Codemenge führte. Vor diesem Hintergrund entstand das Konzept der Game Engines. Spieleentwickler haben einige der zugrunde liegenden Technologien standardisiert und in ein effizientes Toolset integriert, um Entwicklungszyklen zu verkürzen, die Komplexität zu reduzieren und plattformübergreifende Spieleveröffentlichungen zu unterstützen. Das Aufkommen von Spiele-Engines brachte den Entwicklern großen Komfort. Diese modularen, verallgemeinerten und standardisierten Funktionen ermöglichen es Entwicklern, sich stärker auf Spielinhalte und Gameplay-Design zu konzentrieren. Heutzutage kann eine ausgereifte Spiel-Engine Systeme für Grafik, Physik und Szenen umfassen.

Im Jahr 1993 nutzte Id Software die DOOM-Engine (Id Tech 1), um das Spiel „Doom“ zu entwickeln, das mit einem Umsatz von 3,5 Millionen Exemplaren im ersten Jahr einen enormen Erfolg erzielte. Der Erfolg von „Doom“ wurde größtenteils auf das Design seiner Softwarearchitektur zurückgeführt. Die Spielesoftwarearchitektur wurde unter anderem in Kernsoftwarekomponenten, Kunstelemente, Spielwelt und Spielregeln unterteilt. Diese klare architektonische Aufteilung ermöglicht es verschiedenen Entwicklern, dieselbe Engine zu verwenden und völlig neue Spiele zu erstellen, indem sie neue Grafiken, Levels, Charaktere, Spielwelten und Regeln erstellen. Der Erfolg der DOOM-Engine weckte in der Community das Interesse an der MOD-Produktion und wurde zur ersten kommerziellen Spiel-Engine. Im folgenden Jahrzehnt erfreuten sich Spiele-Engines großer Beliebtheit, von der Unreal Engine von Epic Games über die CryEngine von CryTech bis hin zu Unity, das auf der iOS-Plattform glänzt. Neben kommerziellen Engines haben viele Hersteller auch proprietäre Engines für den internen Gebrauch gebaut, beispielsweise die Source-Engine von Valve, die IW-Engine von Infinity Ward und die Anvil-Engine von Ubisoft.

02 ECS-Architektur der Web3 Game Engine

Die beiden bekanntesten Blockchain-Game-Engines, MUD und DOJO, nutzen beide die ECS-Architektur. ECS steht für Entity-Component-System. Es handelt sich um ein gängiges Architekturmuster in der Web2-Spieleentwicklung zur Verwaltung von Spielobjekten (Entitäten), ihren Eigenschaften (Komponenten) und Verhaltensweisen (Systemen). Zu den Vorteilen dieser Architektur gehören:

• Leistungsoptimierung: Die ECS-Architektur ermöglicht Spieleentwicklern eine bessere Verwaltung des Speicherlayouts und der Datenzugriffsmuster und verbessert so die Leistung des Spiels. Die enge Anordnung von Entitäten und Komponenten trägt dazu bei, Cache-Fehler zu reduzieren und die Effizienz des Datenzugriffs zu verbessern.
• Skalierbarkeit: Aufgrund der Entkopplung von Entitäten und Komponenten erfordert das Hinzufügen neuer Funktionen nur das Hinzufügen entsprechender Komponenten und Systeme, ohne den vorhandenen Code zu ändern. Dadurch ist es einfach, die Funktionen und Inhalte des Spiels zu erweitern.
• Wiederverwendbarkeit: Durch die Aufteilung von Attributen in unabhängige Komponenten können diese Komponenten einfacher wiederverwendet werden, um verschiedene Arten von Entitäten zu erstellen, wodurch redundanter Code reduziert wird.

MUD V1 ist ein typisches Beispiel für ECS-Architektur. Im Rahmen von V1 sind Entitäten auch die Grundeinheiten im Spiel, bei denen es sich um verschiedene Objekte, Requisiten oder Wallet-Adressen handeln kann, die durch eine eindeutige ID identifiziert werden. Komponenten sind der Datenteil von Entitäten, der zur Beschreibung verschiedener Attribute der Entität verwendet wird, wie z. B. die Position von Objekten, Attribute von Zeichen usw. Durch das Anbringen verschiedener Komponenten an Einheiten können vielfältige und abwechslungsreiche Spielobjekte erstellt werden. Systeme verwalten die Logik von Komponenten und implementieren verschiedene Spielregeln und Verhaltensweisen. Sie existieren in der Kette in Form von Smart Contracts. Entitäten, Komponenten und Systeme sind alle in einem Worlds-Smart-Vertrag vorhanden. Jede Worlds entspricht einer unabhängigen Spielumgebung.

Wie spiegelt diese Architektur die Skalierbarkeit wider? Angenommen, wir müssen eine Funktion im Spiel aktualisieren oder die Community möchte neue Inhalte hinzufügen. Zunächst müssen Sie der neuen Spielfunktion/-logik (System) Schreibzugriff auf relevante Komponenten gewähren. Erstellen Sie dann eine aktualisierte Version. Andere Inhalte im Spiel bleiben unverändert. Wenn Sie keinen Schreibzugriff erhalten, können Sie die Erstellung neuer Komponenten und Systeme mit neuen Funktionen in Betracht ziehen. Spieler können verschiedene Versionen zum Spielen auswählen, während sie mit den Daten derselben Kernkomponenten interagieren. Aus der Sicht von Worlds kann jeder Komponenten und Systeme erstellen, genauso wie jeder neue ERC-20-Token erstellen und diese an Adressen „anhängen“ kann.

03 Bedeutung von Web3 Game Engines für die Entwicklung von Blockchain-Spielen

Obwohl die Blockchain-Technologie noch nicht vollständig in alltäglichen Anwendungen angekommen ist, werden ihre einzigartigen Funktionen wie Authentifizierungsrechte und Transparenz unweigerlich wichtige Veränderungen im Gaming-Bereich mit sich bringen. Vor allem, weil die Menschen bereits die enormen Chancen erkannt haben, die DeFi mit sich bringt. Was passiert, wenn das Spiel vollständig in der Kette läuft? Aus DeFi lässt sich leicht ableiten, welche Veränderungen die Blockchain für das Spiel mit sich bringen wird:

• Offenes Wirtschaftssystem: Blockchain kann dafür sorgen, dass virtuelle Vermögenswerte im Spiel echtes Eigentum und Knappheit haben. Dies bedeutet, dass Spieler die Seltenheit und Ausgaberate von Gegenständen überprüfen können und so die Kontrolle und Verwaltung der Vermögenswerte durch zentralisierte Spieleunternehmen vermeiden können.
• Zusammensetzbarkeit: Durch die Platzierung des Spiels in der offenen Umgebung der Blockchain können verschiedene Spiele und Projekte einander ergänzen. Der Fortschritt der Spieler in einem Spiel kann sich in anderen Spielen widerspiegeln, sogar durch die gemeinsame Nutzung von Assets, wodurch ein offeneres und vernetzteres Gaming-Ökosystem entsteht.
• Benutzergenerierte Inhalte: Benutzer können völlig autonom Spielinhalte oder Assets erstellen und die Assets in einer Open-Source-Umgebung besitzen. Dies fördert eine benutzergenerierte Spielschleife und erhöht die Spielbarkeit und Verbreitung des Spiels. Beispielsweise können Nutzer verifizierte Mod-Inhalte in den Spielvertrag laden, wodurch das Gameplay bereichert wird und vielleicht sogar ein paar Einnahmen erzielt werden.

Blockchain-Spiele wurden mit Spannung erwartet, insbesondere nach DeFi und NFT sind diese beiden Blockchain-Anwendungsbereiche sukzessive explodiert. Allerdings gibt es noch viele Hürden bei der Umsetzung:

• Erstens ist die technische Infrastruktur begrenzt. Die EVM-Geschwindigkeit ist langsam, die Gasgebühren sind hoch, die Solidity-Sprache ist fast nicht in der Lage, komplexe Spiellogik zu verarbeiten, was die Komplexität und Interaktivität des Spiels stark einschränkt.
• Bei der Gestaltung von Wirtschaftsmodellen ist bekanntlich das Wirtschaftssystem von Kettenspielen von entscheidender Bedeutung. Wirksame Anreize und Finanzialisierung müssen ein Gleichgewicht finden.
• Freiheit und Governance, On-Chain-Spiele haben ein recht hohes Maß an Freiheit oder Offenheit. Es sollte jedem Spieler ermöglichen, unterschiedliche Spielinhalte zu erstellen und bereitzustellen. Allerdings werden diese Inhalte die Spielwelt unweigerlich komplexer machen und sogar unvorhergesehene wirtschaftliche Auswirkungen haben, was wirksame Governance-Mechanismen zur Koordinierung des Managements erfordert.

Dies sind nur einige der vorhersehbaren Schwierigkeiten und auch der Grund, warum sich derzeit fast alle Full-Chain-Spiele auf SLG konzentrieren – der Spielmechanismus ist einfach, erfordert keine hohen TPS und die Informationsunvollständigkeit kann durch die vorhandene Technologie perfekt umgesetzt werden. Wenn wir ein MMORPG erwarten, ist es zweifellos eine ziemliche Herausforderung. Basierend auf den Änderungen, die Game-Engines an Web2-Spielen vorgenommen haben, kann Folgendes möglicherweise gelöst werden, wenn Kettenspiele auch die ECS-Architektur übernehmen:

• Datenorganisation und -verwaltung: On-Chain-Spiele müssen auch viele Spieldaten verarbeiten, darunter Charakterattribute, Gegenstände, Karteninformationen usw. Die ECS-Architektur kann dabei helfen, die Daten in wiederverwendbaren Komponenten zu organisieren und die Änderung und den Zugriff auf Daten effektiv zu verwalten.
• Flexibilität und Skalierbarkeit: Durch die Trennung von Spieleinheiten und -komponenten können Entwickler problemlos neue Spielobjekte und -funktionen erstellen, ohne die bestehende Logik zu beeinträchtigen. Diese Flexibilität und Skalierbarkeit ist besonders wichtig bei On-Chain-Spielen, da komplexe Spielmechanismen häufige Upgrades und Erweiterungen erfordern können.
• Intelligente Verträge und Datenaktualisierungen: Die ECS-Architektur kann Datenaktualisierungen in intelligenten Verträgen effektiver verwalten. Jede Komponente kann unabhängig aktualisiert werden, ohne dass die gesamte Entität aktualisiert werden muss. Dies kann die Ausführungskosten intelligenter Verträge senken und die Interaktionseffizienz verbessern.
• Zusammensetzbarkeit: Ein Vorteil von ECS ist die Zusammensetzbarkeit seiner Komponenten und Systeme, die gut zum Konzept der Zusammensetzbarkeit in On-Chain-Spielen passt. Vielleicht können Spieler neue Inhalte erstellen und so reichhaltigere Erlebnisse bieten.

04 Web3 Full-Chain-Spielausblick

Die Herausforderungen von Full-Chain-Spielen sind immer noch zahlreich und die Spiel-Engine löst nur einen kleinen Teil des Problems. Allerdings bestehen Herausforderungen und Chancen gleichzeitig, und Full-Chain-Spiele als komplexe Anwendung könnten zum Sprungbrett für die tatsächliche Umsetzung der Blockchain-Technologie werden.

Derzeit befinden sich Full-Chain-Game-Engines noch in einem sehr frühen Stadium. Wie bereits erwähnt, haben wir die embryonale Form komplexer Anwendungen gesehen, denen jedoch die Werkzeuge für die Implementierung fehlen. Den schnellsten Entwicklungsfortschritt erzielen derzeit MUD V2 und Dojo. MUD V2 hat im Vergleich zu V1 die ECS-Architektur verbessert, V2 befindet sich jedoch noch in der Entwicklung. Dojo ist derzeit die einzige überprüfbare Spiel-Engine, die von der Starknet-Community entwickelt wurde. Sie profitiert von der Kairo-Sprache und kann Fog of War nativ implementieren. Dojo übernimmt außerdem die ECS-Architektur und plant die Entwicklung exklusiver L3-Spiele auf Starknet, um die Skalierbarkeit weiter zu verbessern.

Darüber hinaus entwickelt sich auch die Infrastruktur, auf die Kettenspiele angewiesen sind, weiter. L2 wurde so entwickelt, dass Sie eine Kette mit einem Klick starten können. Vielleicht kann ein Blockbuster-Spiel seine dissipative Struktur aufrechterhalten, indem es die Verbreitung durch ein selbst erstelltes Rollup verdient, und so eine Todesspirale vermeiden. Mithilfe der ERC-4337-Kontoabstraktionstechnologie können Spieler in Full-Chain-Spielen Spieltransaktionen durchführen und Charaktere innerhalb eines einzigen Kontos erstellen, was zur Vereinfachung des Benutzererlebnisses beiträgt. Verschiedene Spielmechanismen können auch in einem erweiterbaren Vertragskonto gekapselt werden, was es Entwicklern erleichtert, Spielregeln, Inhalte usw. zu aktualisieren oder zu optimieren.

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