🚤 HydroHover MP

Сетевой физический симулятор судна на воздушной подушке (СВП)
Многопользовательская гоночная аркада с процедурными волнами Герстнера, честной синхронизацией и сервер-авторитетной логикой.

Unity 6000.3.9f1 · FishNet 4.7.2 · Zenject · URP · C#

Общий план игрового уровня — водная трасса с препятствиями

О проекте

HydroHover MP — сетевая гоночная аркада, в которой игроки управляют судами на воздушной подушке (hovercraft) над процедурно-волновой водной поверхностью. Участники проходят трассу из чекпойнтов; у каждого синхронизируются ник, HP, очки и время финиша.

Ключевое отличие от учебных примеров — собственная физика подушки над синхронизированной поверхностью Герстнеровских волн. Проект не повторяет стандартные сетевые демки: движение по волнам — нетривиальная задача синхронизации, решённая через комбинацию client-authoritative движения, защитных клампов и серверной валидации критических событий.

Проект выполнен в рамках курсовой/дипломной работы группы БСБО-09-23.

Технологический стек

Технология	Версия	Назначение
FishNet	4.7.2	Сетевой фреймворк (выбран вместо NGO — расширенные SyncType, встроенный `NetworkTransform`, Tugboat-транспорт)
Zenject / Extenject	—	Dependency Injection, вся архитектура проекта
Addressables	2.8.1	Асинхронная загрузка сцен, UI и ассетов
UniTask	—	async/await без аллокаций
Cinemachine	2.10.5	Камера владельца
Input System	1.18.0	Современный ввод
URP	17.3.0	Рендеринг + water-шейдеры
Tugboat	(FishNet)	Надёжный UDP-транспорт, порт 7770
ParrelSync	—	Локальный запуск 2 клиентов

Игровые механики

Физика судна на воздушной подушке

Сердце геймплея — пружинно-демпферная модель подушки (HoverCushion). Судно не касается воды: между днищем и поверхностью поддерживается воздушный зазор.

F = clamp((H_over - H_diff) / H_over) · K_spring · LiftEfficiency + (-v · C_damper)

Опорные точки — несколько точек под корпусом, каждая считает свою высоту над водой
Сжатие пружины — жёстко ограничено (Mathf.Clamp01), без клэмпа погружённая точка давала 3–4-кратное сжатие и «катапультировала» лодку
Демпфер — гасит вертикальную скорость
LiftEfficiency — масштабируется от оборотов нагнетателя (HoverEngine с инерционной моделью RPM)

Двигатели:

HoverEngine (нагнетатель) — создаёт подъёмную силу, RPM с инерцией
ThrustEngine (маршевый винт) — продольная тяга
HoverAerodynamics — аэро/гидродинамическое сопротивление от скорости, руление

📐 Подробнее о расчёте подушки (тык)

float waterHeight = _waterSystem.GetWaterHeightAt(point.position);
float heightDiff = point.position.y - waterHeight;
if (heightDiff < _hoverHeight)
{
    float compression = Mathf.Clamp01((_hoverHeight - heightDiff) / _hoverHeight);
    float springForce = _springForce * compression * LiftEfficiency;
    float verticalVelocity = _rb.GetPointVelocity(point.position).y;
    float dampingForce = -verticalVelocity * _damperForce;
    float totalForce = Mathf.Max(0, springForce + dampingForce);
    _rb.AddForceAtPosition(Vector3.up * totalForce, point.position);
}

Волны Герстнера

Водная поверхность построена на сумме двух волн Герстнера — в отличие от простых синусоидальных волн, они смещают вершины не только по Y, но и по X/Z навстречу гребню, создавая острые пики и широкие впадины. Это критично для поведения судна: форма волны напрямую влияет на крен и дифферент корпуса.

float k = 2π / wavelength;
float f = k · (dot(dir, pos.xz) - speed · time);
height = amplitude · sin(f);

Параметры волн (длина, скорость, направление, амплитуда) настраиваются через WaveSettings (ScriptableObject). Вода синхронизирована по сетевому тику FishNet — сервер и все клиенты видят одинаковую поверхность.

Гидро-импульс

Уникальная способность судна — рывок вперёд с начислением бонусных очков. Реализует полный RPC-цикл:

Клиент-владелец нажимает кнопку — применяет импульс локально (мгновенный отклик) и отправляет [ServerRpc]
Сервер проверяет: жив ли игрок, не финишировал ли, в фазе ли Race, не вышел ли кулдаун
Сервер начисляет очки (+25) и рассылает [ObserversRpc] с эффектами (частицы + звук)
Дедупликация эффекта через sequence-номер

Клиент → [ServerRpc] → Сервер (валидация + SyncVar) → [ObserversRpc] → Все клиенты
         └─ локальный impulse (предсказание)

Чекпойнты и гонка

Трасса состоит из последовательных чекпойнтов. Механика:

Судно должно пройти чекпойнты строго по порядку
«Перепрыг» через чекпойнт → штраф -10 HP, прогресс не засчитывается
Каждый чекпойнт → +100 очков
Финиш → +500 очков, запись времени

Двойная защита от читов:

Серверная валидация порядка чекпойнтов
Клиентская проверка CheckpointTrigger — знак скалярного произведения скорости на forward: игрок должен реально проехать сквозь триггер

Мультиплеерные механики

Сетевая топология

Проект использует гибридную топологию с автоматическим выбором режима:

Режим	Описание
Host	Один игрок становится сервером + играет сам. Другие подключаются к нему как Client
Client	Подключается к существующему хосту или выделенному серверу
Dedicated Server	Headless-сервер без графики. Работает на Linux/Windows из командной строки

Стартовое ветвление:

BootstrapState → IsDedicatedServer?
    ├─ true  → ServerBootstrapState (без UI, сразу старт сервера)
    └─ false → MainMenuState (кнопки Host / Client)

Хост = сервер (ServerManager.StartConnection) + локальный клиент (ClientManager.StartConnection). При сбое клиента сервер откатывается — атомарность подключения.

Два клиента в одной игровой сессии

Синхронизация состояния

NetworkPlayerData — синхронизирует состояние каждого игрока через FishNet SyncVar:

SyncVar	Тип	Назначение
`Nickname`	`string`	Отображаемый ник
`HP`	`int`	Здоровье (0–100)
`Score`	`int`	Очки за чекпойнты и финиш
`CheckpointIndex`	`int`	Текущий (пройденный) чекпойнт
`IsReady`	`bool`	Готовность к гонке
`IsFinished`	`bool`	Флаг финиша
`FinishTime`	`float`	Время финиша

Коллективные данные:

SyncVar<SessionPhase> Phase — фаза сессии (Lobby / Countdown / Race / Results)
SyncList<NetworkLeaderboardRecord> DedicatedLeaderboardRecords — таблица рекордов
SyncDictionary<uint, PostRaceVote> PostRaceVotes — голосование за рестарт

Запись — только на сервере. Клиенты подписываются на OnChange — UI обновляется реактивно.

Оптимизация трафика: время гонки не шлётся каждый кадр. Сервер раз встарте фиксирует RaceStartTick (SyncVar<uint>), клиенты сами вычисляют elapsed = (currentTick - startTick) · tickDelta. Один uint вместо 60 пакетов/c.

RPC-поток

Два типа удалённых вызовов:

[ServerRpc] — клиент → сервер:

RequestHydroPulseServerRpc — запрос на активацию способности
PassCheckpointServerRpc — прохождение чекпойнта
SetNicknameServerRpc — смена ника
SubmitPostRaceVoteServerRpc — голос за рестарт

[ObserversRpc] — сервер → все наблюдатели:

PlayHydroPulseObserversRpc — звук + VFX импульса (с дедубликацией)
ApplySpawnTransformObserversRpc — телепорт на точку спавна

Сервер всегда валидирует входящие RPC перед применением.

Владение и Owner/Remote-разделение

NetworkHoverOwnerBridge — центральный компонент, разделяющий поведение для владельца и удалённых клиентов:

Аспект	Владелец (Owner)	Удалённые (Remote)
Физика	Полная симуляция (`Rigidbody` active)	`isKinematic = true`
Ввод	Читается (`InputService`)	Отключён
`HoverCushion`	Включён	Выключен
`HoverEngine`	Включён	Выключен
Камера	Активна	Отключена
Движение	Client-authoritative + `NetworkTransform`	Интерполяция + защитный кламп

Защитный кламп (height-clamp) — для удалённых судов:

float waterHeight = waterSystem.GetWaterHeightAt(position);
position.y = Mathf.Clamp(position.y, waterHeight - 0.6f, waterHeight + 2.5f);

Не даёт «улететь» или «утонуть» при сетевых задержках.

Синхронизированная волновая поверхность — эффект Герстнера

Жизненный цикл сессии

Каждая игровая сессия проходит через 4 фазы, управляемые сервером (NetworkSessionController):

  Lobby  ──→  Countdown  ──→  Race  ──→  Results
    ↑                                        │
    └────────── рестарт голосованием ←────────┘

Lobby — игроки подключаются, выбирают ник, система ожидания (авто-готовность при загрузке).
Countdown — обратный отсчёт 3..2..1 (SyncVar обновляется каждый кадр на сервере).
Race — активная гонка, работают чекпойнты, импульс, урон.
Results — финишная таблица, голосование за рестарт (требуется >50% голосов).

Сервер автоматически реагирует на отключения:

Мало игроков в Countdown → отмена отсчёта
Остался один в Race → принудительные Results
Хост отключился → клиенты возвращаются в меню

Dedicated Server

Выделенный сервер запускается из командной строки без графического интерфейса:

./HydroHoverMP_SERVER.x86_64 -dedicatedServer -port 7770 -dataDir ./ServerData

Автоопределение через #if UNITY_SERVER или флаг -dedicatedServer
Резолв порта из аргументов -port / -serverPort
Сервер не создаёт UI, не рендерит, не инициализирует звук
Загружает сцену Gameplay как глобальную — один раз
Персистентный лидерборд — пишет рекорды в JSON на диск

Синхронизированная вода

Чтобы физика подушки была честной у всех участников, время волн привязано к сетевому тику FishNet:

float syncedWaveTime = (float)TimeManager.TicksToTime(
    TimeManager.GetPreciseTick(TickType.Tick));

Сервер и каждый клиент читают один и тот же тик → водная поверхность идентична → реакция подушки на волну одинакова. Шейдерные глобалы на Dedicated Server не обновляются — нет графики.

Анти-чит

Механизм	Описание
Валидация чекпойнтов	Сервер проверяет порядок прохождения. «Перепрыг» → штраф, прогресс не засчитывается
Серверный кулдаун	Гидро-импульс — настоящий кулдаун на сервере, локальный — только для UX
Проверка владельца	Все `[ServerRpc]` проверяют `sender.ClientId == OwnerId`
Валидация фазы	Действия принимаются только в корректной фазе (Race для чекпойнтов/импульса, Lobby для ready)
Авто-готовность	Ready устанавливается только при загрузке сцены, не вручную
Откат хоста	При сбое клиента сервер откатывается — атомарность подключения

Сетевой лидерборд

Двухуровневая система рекордов:

Сервер:

Хранит SyncList<NetworkLeaderboardRecord> — реплицируется всем
При финише игрока — добавляет запись, сортирует по времени
Сохраняет в ServerData/dedicated_leaderboard.json на диск (Newtonsoft.Json)
Загружает таблицу при старте сервера

Клиент:

Во время игры читает реплицируемый SyncList
В меню использует локальный кэш (dedicated_leaderboard_cache.json)
Кэш исключает необходимость держать активное сетевое подключение на экране меню

Архитектура проекта

Слои

Assets/Scripts/
├── Core/               # Точка входа, конечный автомат (GameStateMachine)
├── Infrastructure/      # Сервисы, фабрики, провайдеры, Zenject-установщики
│   ├── Services/       # Сеть, сцены, окна, ввод, аудио, игрок, гонка, лидерборд
│   ├── Installers/     # GlobalInstaller, GameplaySceneInstaller
│   ├── Factories/      # StateFactory, UIFactory, IGameObjectFactory
│   └── Providers/      # AssetsAddressablesProvider
├── Features/           # Игровые фичи
│   ├── Networking/     # Сетевые компоненты (PlayerData, Session, HydroPulse, HoverBridge...)
│   ├── Checkpoint/     # Чекпойнты и трек
│   ├── Trigger/        # Триггеры (CheckpointTrigger, WaterZoneTrigger)
│   ├── Camera/         # Камера (DynamicCameraFOV)
│   ├── Audio/          # Аудио (HoverAudioController)
│   └── Effects/        # VFX (HoverVFXController)
├── Physics/            # Физика
│   ├── Hover/          # Подушка, двигатели, аэродинамика
│   └── Water/          # Волны Герстнера, WaterPhysicsSystem, FloatingObject
├── UI/                 # Окна: меню, HUD, пауза, настройки, финиш, лидерборд, загрузка
└── Data/               # Модели данных, пути, константы

DI-контейнеры (Zenject)

GlobalInstaller (живёт всё приложение) — синглтоны-сервисы: GameStateMachine, INetworkConnectionService, IInputService, ISceneLoaderService, IWindowService, IPlayerService, IRaceManagerService, IAudioService, ILeaderboardService, фабрики, провайдеры
GameplaySceneInstaller (живёт в геймплейной сцене) — сценовые объекты: WaterPhysicsSystem, WaveSettings, WindSystem

Паттерны

Паттерн	Где используется
Dependency Injection	Все сервисы — за интерфейсами
State Machine	`GameStateMachine` с состояниями `IState` / `IPayloaded<T>` / `IExitable`
Factory	`StateFactory`, `UIFactory`, `GameObjectFactory`
Provider	`AssetsAddressablesProvider` (кэш над Addressables)
Observer	UI подписывается на события сервисов
Singleton	`NetworkSessionController.Instance`, `NetworkRaceManager.Instance`, `NetworkSpawnPointRegistry.Instance`

Сцены

Сцена	Назначение
`Bootstrap`	Входная точка, запуск `GameStateMachine`
`MainMenu`	Главное меню (Host/Client), настройки, лидерборд
`Gameplay`	Игровой уровень (вода, трасса, чекпойнты)
`Level`	Аддитивная геометрия уровня

Скриншоты

Скриншот	Описание
	Общий план уровня — водная трасса с препятствиями
	Процедурные волны Герстнера — основа физики подушки
	HUD гонки — таймер, скорость, FPS, чекпойнты, список игроков
	Главное меню, настройки, таблица лидеров
	Два клиента в одной сессии — мультиплеерная работа

Быстрый старт

Требования

Unity 6000.3.9f1
Git LFS
Windows / Linux

Установка

git clone https://github.com/your-org/HydroHoverMP.git
cd HydroHoverMP

Откройте src/HydroHoverMP/ как проект в Unity Hub.

Пакеты установятся автоматически через UPM (Packages/manifest.json).

Запуск локально

Способ 1: Host + Client (ParrelSync)

Откройте сцену Bootstrap
Нажмите Play в редакторе → нажмите Host
Запустите второй экземпляр через ParrelSync → нажмите Client → введите localhost:7770

Способ 2: Два редактора

Запустите первый редактор → Host
Запустите второй редактор → Client → localhost:7770

Запуск выделенного сервера

Соберите Server-билд (см. ниже) и запустите:

./Builds/Server/HydroHoverMP_SERVER.x86_64 \
    -dedicatedServer \
    -port 7770 \
    -dataDir ./ServerData \
    -batchmode \
    -nographics

Сборка

Клиентский билд

Build Settings → PC, Mac & Linux Standalone → Build

Server-билд (Linux headless)

Build Settings → Dedicated Server (Linux) → Build

Или через скрипт:

# Из папки проекта (не из Unity)
/path/to/Unity -quit -batchmode \
    -buildTarget Linux64 \
    -buildLinux64Player ./Builds/Server/HydroHoverMP_SERVER.x86_64 \
    -dedicatedServer \
    -projectPath ./src/HydroHoverMP

Главное меню, настройки и таблица лидеров

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 76 Commits
images		images
src/HydroHoverMP		src/HydroHoverMP
.gitattributes		.gitattributes
.gitignore		.gitignore
README.md		README.md

Folders and files

Latest commit

History

Repository files navigation

🚤 HydroHover MP

📋 Содержание

О проекте

Технологический стек

Игровые механики

Физика судна на воздушной подушке

Волны Герстнера

Гидро-импульс

Чекпойнты и гонка

Мультиплеерные механики

Сетевая топология

Синхронизация состояния

RPC-поток

Владение и Owner/Remote-разделение

Жизненный цикл сессии

Dedicated Server

Синхронизированная вода

Анти-чит

Сетевой лидерборд

Архитектура проекта

Слои

DI-контейнеры (Zenject)

Паттерны

Сцены

Скриншоты

Быстрый старт

Требования

Установка

Запуск локально

Запуск выделенного сервера

Сборка

Клиентский билд

Server-билд (Linux headless)

About

Resources

Uh oh!

Stars

Watchers

Forks

Releases

Packages 0

Uh oh!

Contributors

Uh oh!

Languages

Packages