Development of online game prototype with Unity engine : Multiplayer solutions

Abstract

The objective was to create networking functionalities for a game prototype called Quantum Knight, by using two distinct implementation methods with the Unity Engine and comparing them against each other. The implementation methods under investigation were Unity Engine’s own Unity Networking and one of Unity’s most popular third party networking plugins: Photon Unity Networking. The goal was to achieve at least nearly similar operational functionality with both implementation variants and to demonstrate hands-on how the functionalities were actualized. The project itself, the thesis subjects not included, was carried out with Timo Holopainen and it was not assigned by an outside employer. As a result, two separate properly functioning lobby systems and gameplay mechanic implementations were accomplished. Firstly, they were evaluated by means of ten distinct criteria and given points based on the author’s experience, after which the acquired statistical network data was analyzed. Due to tool constraints, the only comparable and trustworthy attribute obtainable from both Unity Profiler and Photon Stats Gui was the round trip time. The point distribution resulted in a tie, indicating that both implementation methods excel in different key areas, while Unity Networking had overall higher round trip times. This presumably originated from the fact how the Unity servers are globally situated, or that the UNet packages being sent are considerably larger in size. Ultimately, the Photon implementation was chosen by the team to be in the final build of the prototype. The choice resulted directly from the reality of Photon’s servers being currently more reliable along with its final outcome being more refined.

Työn tavoitteena oli toteuttaa verkkopeliominaisuudet Quantum Knight-peliprototyyppiä varten Unity-pelimoottorilla kahta erilaista toteutustapaa käyttäen sekä verrata niitä toisiinsa. Tarkasteltavana olevat toteutustavat olivat Unity-pelimoottorin oma Unity Networking sekä yksi Unityn suosituimmista kolmannen osapuolen verkko-ominaisuuksiin keskittyvistä liitännäisistä: Photon Unity Networking. Päämääränä oli saavuttaa lähestulkoon samankaltainen toiminnollisuus molemmilla toteutustavoilla sekä havainnollistaa, kuinka kyseiset toiminnollisuudet todellisuudessa saatiin aikaan. Projekti toteutettiin ilman ulkopuolista toimeksiantajaa. Työn konkreettisena tuloksena saatiin aikaan kaksi erillistä, asianmukaisesti toimivaa moninpeliaulajärjestelmää sekä pelimekaanillista toteutusta. Näitä verrattiin toisiinsa kymmeneen erilaiseen arvosteluperusteeseen pohjautuen ja niiden pohjalta pisteyttäen, minkä jälkeen hankitut tilastolliset tiedot analysoitiin. Mittaustyökalujen, eli Unity Profilerin sekä Photon Stats Guin, rajoittuneisuudesta johtuen ainut verrattavissa oleva sekä luotettava vertailukohde oli edestakainen viive (englanniksi round trip time). Vertailussa annetut pisteet jakautuivat lopputuloksena tasan molempien toteutustapojen välille, mikä puolestaan viittaa siihen, että molemmat toteutustavat kunnostautuvat eri osa-alueilla. UNet-toteutuksessa puolestaan mitattiin kaiken kaikkiaan korkeammat edestakaiset viiveet. Tämän todettiin johtuvat todennäköisesti siitä, miten Unityn serverit on globaalisti sijoitettu tai vaihtoehtoisesti siitä, että sen lähettämät paketit ovat kooltaan suurempia. Photon toteutus valittiin loppujen lopuksi prototyypin viimeiseen versioon sen viimeistellymmän lopputuloksen sekä vakaampien serverien vuoksi.