如何将传统游戏开发中的经验应用到区块链游戏中？由 ECS 架构所启发，Jump Crypto 提出了一种新框架 ARC，为全链游戏和资产上链的游戏提供了高效、可重用、易扩展和跨链互操作的支持，让 Web3 游戏开发更加轻松。
在上一篇文章中，我们讨论了三种链上游戏类型，分别是：（1）完全上链（fully on-chain games, FOC），（2）资产上链（on-chain assets, OCA），和（3）可选资产铸造（optional cosmetic mints, OCM）。回顾一下，由于目前缺乏支持 FOC 和 OCA 的基础设施，大多数游戏工作室选择了 OCM 方法，以避免给用户带来太多的阻力。在接下来的几篇文章中，我们将重点介绍一些可能支持 FOC 和 OCA 的基础设施，以及每个部件在实际应用中可能的设计方案。
首先需要的基础设施是——一个能够高效管理链上资产和游戏状态的系统。定义资产在链上的操作方式对资产可编程性（如权限管理、元数据更新等）有着实质性的影响。为了更好地了解这样的系统可能会是什么样子，我们决定自己开发一个链上游戏（稍后会有更多介绍）。同时，我们很快发现，当游戏的规模扩大时，基于面向对象编程（object-oriented programming, OOP）的传统方法会遇到可扩展性的挑战，因为资产依赖关系会随着游戏规模的扩大呈现出线性的增长。
因此，我们决定尝试使用数据驱动的设计模式，这些模式在传统游戏开发中已被广泛使用，但在链上的实践很少。通过这个过程，我们在 Solana 上尝试了一个名为 ARC（Action Registry Core）的框架，我们认为这是管理链上资产和游戏逻辑最有效的方法之一。传统游戏开发中常用到一种数据驱动的架构模式是实体组件系统（Entity Component System, ECS)，ARC 正是由 ECS 所启发构建的。
与以太坊EVM兼容的区块链基础设施Rangers Protocol宣布其主网启动:12月9日消息，Rangers Protocol主网于12月7日正式上线，全面支持NFT和复杂应用部署以及NFT跨链的开发者和用户。作为Rangers Protocol的核心技术，Rangers Engine和Rangers Connector在支持EVM兼容和NFT跨链功能方面已经发挥作用。此外，它还提供关键开发文档，有效简化广大开发者的dapp开发流程。
Rangers Protocol是一个元宇宙区块链基础设施。它是用于复杂开发和数据迁移的高性能引擎。Rangers Protocol完全兼容以太坊，专业支持NFT和复杂应用，集成和扩展跨链、NFT、EVM、分布式网络协议。（The Block）[2021/12/9 13:00:19]
在本文中，我们将介绍 ECS 的工作原理、它在传统游戏中为什么如此重要、如何将这种理念扩展到构建类似 ARC 的框架，以及可能的底层架构。
我们的目标是为开源研究做出贡献，并帮助推动链上游戏基础设施的发展。秉着这种精神，我们决定开源 ARC 参考实现，并欢迎社区给予任何反馈。
ARC GitHub 链接：[https://github.com/JumpCrypto/sol-arc?ref=jumpcrypto-com.ghost.io]
ECS 是近年来广泛应用于视频游戏的一种架构。与经典的面向对象编程（OOP）相比，ECS 可以将数据与行为分离，因此在视频游戏领域具有一定优势。在传统的 Web2 游戏中，它可以帮助提高游戏性能（改善缓存局部性），同时在开发游戏本身时，也能更好地控制游戏逻辑。
“基于德阳智慧城市区块链基础设施的信用报告验证系统”案例发布:7月30日，中国工程院《中国区块链发展战略研究》项目发布“发现100个中国区块链创新应用”栏目之“基于德阳智慧城市区块链基础设施的信用报告验证系统”案例。项目通过德阳智慧城市区块链基础设施，对企业信用评级报告文件的基本信息进行上链存证，实现读取文件真实信息，以及验证文件真伪的功能。区块链存证技术将电子证件进行链上存证，生成一串“数字指纹”密码。不同的文件被赋予自己专属的“数字指纹”并进行链上存证，生成链上信用报表存证记录。在需要使用和验证的时候，平台会对链上存证、原始文件、验证文件三方的“数字指纹”进行比对，并出具文件的验证报告。
将信用报告文件的“数字指纹”进行上链存证，提供报告文件的验证服务，避免了文件在使用端的造假；同时，在文件中加入存证报告和上链说明，并对验证过程、操作人员都进行上链记录，对造假人员产生威慑力；通过文件真伪验证合约，对验证文件、原始文件、链上信息三方进行验证，对信用信息共享平台原始文件也进行验证，从而避免了管理方的造假机会。（证券日报）[2021/7/30 1:24:30]
了解传统 OOP 方法在面对多个依赖关系时的局限性，可以更好地帮助理解 ECS 的优势。
假设我们正在构建一个非常简单的游戏，具有以下属性：
三个实体：i) Mammal（哺乳动物），ii) Fish（鱼），iii) Amphibian（两栖动物）
Mammal 可以在陆地上呼吸，但不能在水里呼吸
Nervos Grant 公布第 12 个获批项目：Insight 团队将开发进阶版 CKB 挖矿基础设施:据官方消息，Insight 团队开发的进阶 CKB 挖矿基础设施近日获 Nervos Grant 开发者基金资助。Insight 区块链 R&D wing 由decentralized consensus 以及其他专业的培训机构的顶级校友组成。该项 Grants 中有两个关键的组件：对于下一代矿池沟通协议 Stratum V2 的支持以及矿机软件部署的自动化。
Nervos 基金会于今年年初成立了 3000 万美元的基金，用于资助开发者在 Nervos 上的开发。Insight 团队开发进阶 CKB 挖矿基础设施是 Nervos Grants 资助的第十二个项目。该项目的实施是 CKB 朝着去中心化挖矿生态发展的重要一步。[2020/11/6 11:51:06]
Fish 可以在水里呼吸，但不能在陆地上呼吸
Amphibian 既可以在水里呼吸，也可以在陆地上呼吸
在传统的 OOP 中，Mammal 可以作为一个实体，继承自基类 LandBreather（陆地呼吸者），Fish 可以作为一个实体，继承自基类 WaterBreather（水中呼吸者）。在这里，我们遇到了 Amphibian 的挑战，它既具有 LandBreather的属性，又具有 WaterBreather的属性，但不能同时继承两者。在经典的面向对象编程中，这被称为“钻石继承问题或菱形继承问题”。这个问题在游戏中比其他应用更为普遍，因为游戏角色、物品和资产的数量随着特征和依赖关系的增加而增加。虽然存在一些变通方法，但对于游戏来说，我们认为 ECS 是最优雅的解决方案。
火币公链测试网上线，4大优势打造全球性金融基础设施:2月29日，火币全球站发布公链测试网正式上线公告，同时还披露了火币公链4大显著优势：火币公链是全球首个提供链上的合规及监管框架，创新性提出了“监管节点”的理念；瞄准主流金融服务上链的机会，支持用户自定义DeFi业务，提供资产、监管、金融数据等底层支持；支持金融应用开发者自主创建应用，支持多语言高性能的智能合约，支持跨链和第三方基于火币公链协议开发及运营子链，满足金融交易的高性能需求；完全原创，自主技术创新。[2020/2/29]
基于 ECS 的游戏具有以下特性：
Entity（实体） - 组件的唯一标识或容器
Component（组件） - 不具备行为的纯数据类型，可以“挂载”到实体上
System（系统） - 与具有一定组件集合的实体匹配的函数
实体可以包含零个或多个组件。通过使用系统，实体可以动态地添加/删除/修改其组件。
为了了解 ECS 如何解决游戏中 OOP 面临的限制，我们可以使用 ECS 解决上面举例遇到的问题。在 ECS 模式下，我们会创建两个组件：LandBreather（陆地呼吸者）和 WaterBreather（水中呼吸者）。系统 LandBreatherSystem 处理具有 LandBreather 组件的任何实体的移动，而系统 WaterBreatherSystem 处理具有 WaterBreather 组件的任何实体的移动。实体可以如下所示：
动态 | ConsenSys与AMD合作开发基于区块链的云计算基础设施:据coindesk报道，以太坊开发工作室ConsenSys与计算机芯片制造商AMD合作开发基于区块链技术的新型云计算基础设施。ConsenSys创始人Joe Lubin表示，利用AMD的技术提升区块链网络的计算能力将有助于该去中心化系统的可扩展采用。[2019/1/5]
Mammal：[LandBreather]
Fish：[WaterBreather]
Amphibian：[LandBreather，WaterBreather]
然后，您可以动态地为实体添加更多组件，例如 Fly（飞行）或 Fight（战斗），并且也可以在它们下面创建具有不同组件的更多实体。
ARC（Action Registry Core）是一个受传统 ECS 架构启发的链上信息组织框架。与 ECS 一样，ARC 有用于组件的无数据容器——实体，以及可以“挂载”到实体上的无行为的纯数据类型——组件。
与 ECS 不同的是，ARC 有可以针对特定组件执行的“操作”（actions），而不是“系统”（systems）。主要区别在于，传统 ECS 中的系统是围绕传统游戏中使用的基于循环（loop-based）的架构构建的，而 Action Bundles 则考虑到了区块链架构是基于推送（push-based）的。这里概述的 ARC 的具体实现是针对 Solana 生态系统的，但其他生态系统中也可以使用类似的架构。ARC 的基本架构是一个分为三层的洋葱架构。首先，要有负责维护注册表和实体的核心层（the Core）。其次，有各种注册表（Registry）合约，它们负责维护组件和操作的注册表以及治理功能。最后，需要有（可选的）游戏或修改组件的操作（Actions）合约。
核心层负责以下三件事：
初始化新的注册表实例
以 NFT 或独立实体 PDA 的形式铸造新实体
维护与实体相关的 SerializedComponents（序列化组件）
链上只需要存在一个核心程序，因为通过注册表实例，我们可以将不同的组件、实体和规则进行分桶。在 EVM 链上，这种方法可能行不通，因为每个合约的合约存储有限，所以最好启用多个核心。
具体在 Solana 中，实体结构类似于为每个 Metaplex NFT 生成的 Metaplex 元数据。一个显著的区别是在给定代币上的每个注册表实例都有一个新的实体映射。这意味着一个代币，理论上可以有多个实体，只要它们属于不同的注册表（很可能有不同的组件、组件值等）。
这种行为模式是否“优于”一个代币一个实体，这是一个尚待解答的问题。因为核心只处理序列化组件，所以它不需要担心如何反序列化任何东西。这意味着所有反序列化逻辑可以推给游戏或操作层。
注册表实例是赋予注册表及其实例 ID 的唯一标识。不同的实例有助于在同一核心中实例化不同的“游戏”，从而允许在给定的一组组件和操作中重复使用相同的注册表管理代码——只允许实体不同的实例化。
注册表程序基本上是一个治理合约。它记录以下内容：
通过 Schema URL 注册的组件。
可以修改给定注册表实例的特定组件的已注册操作。
创建新注册表实例的能力。
例如，它可能规定只有管理员才能创建新的注册表实例，或者将该权限交给 DAO。
同样适用于用其注册的任何组件。例如，假设给定的游戏 X 中，存在一个移动操作，允许玩家以每秒1个格子的速度将棋子从一个格子移动到另一个格子。另一个团队来创建“Portals”，在这个注册表中允许更快的移动。要允许 Portals 操作能够修改单位上的“位置”组件，需要注册表的治理来投票决定是否允许这种规则的改变。例如，它们可能允许特定的注册表实例（你可以在“Portals Server”上使用它，但不能在“Hardcore Server”上使用）。
组件的更新权限在注册表这里，因为 Actions 只是向注册表提交其建议的更改，然后注册表检查治理，将更改提交给核心来修改实体。关键的是，Actions 不需要是链上游戏。它们可以是链下游戏基础设施，如预言机，向游戏 DAO 控制的链上资产层提交更改。
Actions 是链上或链下代码，具有以下能力：
读取实体 PDA 并反序列化它们认为有价值的组件。
修改并提交更改后的序列化组件（或一组组件）给到注册表，以便与实体一起更新。
特定于应用程序的 Actions 代码允许游戏的“分层”。例如，可能存在“目标：山丘之王（King of the Hill）”和“目标：击败（Kills）” 两个 Actions，可能可以玩三种游戏。可以实例化一个注册表实例，该实例仅允许第一个 Action、第二个 Action 或两者都处于活跃状态并允许对组件进行更改。
对于 FOC 和 OCA 类型的游戏来说，ARC 具有几个优点，包括：
模式更改的同时，保持向后兼容性（Backwards compatibility）。
由于实体可以容纳动态组件，因此可以同时维护组件的v1和v2版本。
这允许旧应用程序可以进行查询，而不会丢失操作支持。
效率（Efficiency） - 由于实体的大小由它们所拥有的组件决定，因此它们的大小只有在需要时才会变大。
可重复性（Repeatability） - 由于基础实现非常简单，因此可以在各种生态系统中轻松使用相同的实现。
熟悉性（Familiarity） - Web2 游戏公司对这个框架也会更加熟悉。
模块化（Modularity） - 随着需求的变化，可以模块化地添加新的属性/行为。
可扩展性（Extensibility） - 链上资产层对于那些使用链上资产的混合游戏以及全链游戏（这些游戏可以读取和修改状态）都很有用。
跨链可访问性（Cross-chain accessibility） - 简单的跨链序列化框架和跨链身份框架可以简化应用程序向其他链的移植。接下来的文章中将详细介绍。
总的来说，Action Registry Core 是一个用于管理游戏链上资产层的框架，支持全链游戏和利用链上资产的游戏。这种架构提供了可扩展性，随着游戏资产数量和相互依赖性的增加，可以避免面向对象编程方法可能带来的技术债务。在接下来的文章中，我们将深入探讨基于 ARC 的链上游戏后端的使用情况，并探索完成堆栈所需的其他基础设施。
作者：Dev Bharel & Shanav K Mehta
编译：Leia
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