Децентрализованные приложения (DApps), в том числе приложения для игр, завоевали популярность благодаря своей прозрачности, безопасности и праву владения активами пользователей. Однако предоставление высококачественных игровых возможностей AAA через DApps сопряжено с трудностями.
Существующие децентрализованные приложения для 2D-игр работают в сетях блокчейна, используя смарт-контракты для управления активами. Хотя их предпочитают за простую механику и эффективность использования ресурсов, их ограничения становятся очевидными по мере увеличения сложности игрового процесса.
Масштабируемость является основным препятствием для традиционных блокчейнов, таких как Ethereum, которое влияет на интерактивные игры в реальном времени из-за ограничений, связанных с пропускной способностью транзакций и задержкой.
Производительность также является проблемой. Игры AAA требуют высокопроизводительных вычислений и превосходного графического рендеринга. Тем не менее, существующие DApps с трудом отвечают этим требованиям, что приводит к некачественному визуальному восприятию.
Более того, разработка игровых DApp AAA-класса обходится дорого из-за ресурсоемких задач и платы за выполнение блокчейна. Баланс между захватывающим опытом и удобными для пользователя расходами усложняет использование традиционных фреймворков DApp для игр ААА-класса.
Что такое модель актера?
«Акторная модель» — это модель связи, которая обеспечивает параллельные вычисления и асинхронный обмен сообщениями в рамках протокола блокчейна, что позволяет разработчикам с меньшими трудностями создавать сложные DApps.
Модель актера используется в протоколе Gear, а разработку возглавил Николай Вольф, основатель Gear Protocol и Vara и один из ключевых разработчиков Polkadot и платформы Substrate.
Внутри модели есть субъекты — программы или пользователи, которые отправляют сообщения другим программам в протоколе. У каждого актера есть почтовый ящик и личное состояние, которое другой актер не может изменить напрямую; вместо этого они могут изменять состояния только путем получения сообщения от другого актера.
Сообщения между актерами берутся из почтовых ящиков и обрабатываются циклически. После того как актер получил и обработал сообщение, он может либо отправить сообщение другому актеру, создать актера или изменить его состояние.
Насколько это полезно для разработки DApp?
Асинхронная обработка сообщений в программировании блокчейна предлагает несколько существенных преимуществ, которые способствуют общей эффективности, масштабируемости и надежности DApps.
Во-первых, асинхронная обработка сообщений позволяет осуществлять неблокирующую обработку транзакций и смарт-контрактов.
Недавнее: документы ETF в одночасье изменили повествование о Биткойне — генеральный директор Ledger
В отличие от синхронной обработки, где каждая транзакция должна выполняться последовательно, асинхронный обмен сообщениями позволяет одновременно выполнять несколько задач.
Эта возможность параллельной обработки повышает производительность сети блокчейн, поскольку она может обрабатывать большее количество транзакций и вычислений одновременно, что приводит к сокращению времени обработки транзакций и повышению общей пропускной способности.
Джек Платтс, соучредитель Hypersphere — криптовалютного венчурного фонда, инвестирующего в игровые проекты, — рассказал : «В традиционных синхронных системах нескольким задачам часто приходится ждать друг друга, что приводит к замедлению работы при обработке большого объема транзакции».
Платтс продолжил: «В контексте сетей блокчейнов эта возможность параллельной обработки становится жизненно важной для поддержания высокой пропускной способности транзакций. Поскольку пользователи инициируют больше транзакций, система может обрабатывать их одновременно, обеспечивая более быстрое время подтверждения и общее повышение производительности сети. Это особенно важно для игр с блокчейном, где взаимодействие в реальном времени и быстрая обработка необходимы для обеспечения плавного и приятного игрового процесса».
Некоторые блокчейн-игры, такие как Ember Sword, уже интегрировали параллельную обработку в свои процессы разработки. Марк Лаурсен, соучредитель и генеральный директор компании по разработке игр Bright Star Studios, рассказал : «При разработке Ember Sword мы используем параллельную обработку с использованием нашего ECS. [entity component system] решение. Обычно возникает необходимость вручную интегрировать многопоточность и принимать сложные решения для каждой системы».
Лаурсен продолжил: «Однако в нашем сценарии указаны требования к зависимостям чтения, записи и упорядочивания, что позволяет нашему движку найти наиболее эффективный метод планирования и распараллеливания этих систем».
Допустим, игрок в блокчейн-игре хочет передать внутриигровой предмет в виде невзаимозаменяемого токена, например, переместить легендарный меч из своего сундука (кошелька для длительного хранения) в свой инвентарь (кошелек, используемый для игр).
Процесс передачи может произойти мгновенно с низкой или почти нулевой комиссией, точно так же, как игрок может просто щелкнуть и перетащить меч из своего инвентаря и переместить его к торговцу или сундуку в традиционной игре.
Кроме того, благодаря асинхронному обмену сообщениями разработчики блокчейнов могут создавать децентрализованные приложения, которые более устойчивы к колебаниям условий сети и временным сбоям.
Павел Салас, директор по развитию Gear Foundation — организации, стоящей за протоколом Gear, — сказал : «Модель актера фактически повышает надежность приложений, работающих на блокчейне», добавив:
«Поскольку субъекты обрабатывают сообщения независимо, сбои или проблемы с одним субъектом не влияют на других, что предотвращает каскадные сбои и повышает общую надежность системы. А если возникнут сбои или неполадки в сети, модель акторов позволит системе быстро восстановиться и продолжить бесперебойную работу».
Это может быть полезно для игровых DApps на блокчейне в случае сбоя в сети, позволяя игре продолжать работу, несмотря на любые проблемы в ее блокчейне.
Более того, асинхронная обработка сообщений повышает масштабируемость сетей блокчейнов. Традиционные синхронные подходы могут привести к возникновению узких мест и снижению производительности по мере увеличения числа пользователей и транзакций.
Напротив, асинхронный обмен сообщениями позволяет распределять задачи между несколькими узлами, позволяя системе более эффективно масштабироваться и обрабатывать большие объемы транзакций без ущерба для производительности.
Салас сказал: «По мере роста базы пользователей и активности в DApp система может легко управлять возросшим трафиком сообщений, не вызывая узких мест или замедлений. Даже если одно приложение вырастет, оно все равно будет управлять сообщениями последовательно».
Эта масштабируемость имеет решающее значение, поскольку сети блокчейнов стремятся поддерживать растущую базу пользователей и учитывать разнообразные варианты использования.
Салас продолжил объяснять, как работает этот процесс: «Благодаря модели актеров отдельные программы-актеры действуют как сегменты, гарантируя, что система может быть совместно использована по замыслу по мере роста числа программ. […] Vara обрабатывает все транзакции без разделения на группы узлов; каждый узел обрабатывает все. Однако внутри Vara каждая программа работает независимо, содержит собственное состояние, обрабатывает и отправляет сообщения согласно своей специфической логике».
«В играх с блокчейном, где взаимодействие в реальном времени и быстрая обработка имеют решающее значение, возможность сегментирования модели актера обеспечивает быструю обработку действий и событий, связанных с игрой, поддерживая плавный игровой процесс».
«По мере увеличения количества программ-актеров система сегментирует и распределяет рабочую нагрузку, эффективно адаптируясь к растущей базе пользователей и поддерживая отзывчивую и эффективную сеть».
Еще одним преимуществом асинхронной обработки сообщений является поддержка архитектур, управляемых событиями, в DApps. Вместо постоянного опроса обновлений DApps могут подписываться на определенные события или сообщения, что позволяет им быстро и эффективно реагировать на изменения в блокчейне.
Эта управляемая событиями модель снижает ненужные вычислительные затраты и экономит сетевые ресурсы, что приводит к созданию более эффективных и быстро реагирующих приложений.
Более того, реализация возможностей обмена сообщениями субъектов может значительно улучшить общее взаимодействие с пользователем за счет сокращения длительных периодов ожидания проверки транзакции. Внедрение асинхронной обработки позволяет субъекту получать сообщение-подтверждение своей транзакции вместе с идентификатором ожидающей транзакции.
Впоследствии любые вычислительные задачи или зависимости внешних данных могут управляться тем же или альтернативным субъектом в последующем блоке, обеспечивая эффективную обработку без ущерба для оперативности сети блокчейна.
Журнал: 6 вопросов Дж. У. Веррету — профессору блокчейна, который отслеживает деньги
Такая обратная связь в режиме реального времени особенно важна для приложений, требующих быстрого подтверждения.
Поскольку экосистема блокчейна продолжает расти и диверсифицироваться, использование асинхронной обработки сообщений становится необходимым для создания мощных игровых DApp в стиле AAA, которые могут удовлетворить потребности расширяющейся базы пользователей и удовлетворить различные варианты использования в разных отраслях.
Приняв эту методологию, разработчики получают возможность расширить границы децентрализованных игр и потенциально реализовать все возможности технологии блокчейн в игровом секторе.
