一、基于WebSocket的多屏互动小游戏
（一）国内外研究现状
群居作为人类漫长的进化过程中深入骨髓的属性，在它的驱动之下，人与人之间产生了关联。为产生、维持或强化这种关联，社交这一行为自然而然的出现了。关系存在的核心是互动，互动作为一种相互影响的行为方式，互动关系中另一方随后的行为会受到这种行为的影响[3]。而双方的关联便会在这种互动之中修正、维持或改变。游戏作为一个天然具备社交属性的场域，早在2003年莫瑞思就为其下了明确的定义——“游戏开发设计人员与玩家共同参与的lsquo;共创媒体rsquo;”[4]。同时不难发现市场上关于数字游戏与社交融合的现象已经成为了一种常态。从资本的角度，游戏创造出话题背景为其提供了强烈的社交粘性，从玩家的角度来说，社交本身是一种需要投入精力的事情，当其带上了娱乐的属性碎片化的融入到生活中时，他可以轻易的给玩家高度的兴奋与充实感。
电子游戏，有着依托于人类技术发展的“电子”特征[5]，会随着技术的更迭，以不同的形态展现在人们的面前，从承载形式而言，多人游戏的发展可以追溯到上世纪七十年代的街机，到后来的电视游戏机，随着网络技术转入民用，电脑芯片与网络性能发展，联机成本降低，九十年代开始，本地连接游戏逐渐开始没落，网络游戏开始呈现一种蓬勃发展的趋势。游戏的展现形式也在不断的演进,从简单的2D点线，到更为精致的画面，再到立体视角的3D,和近年发展迅速的基于引擎的光影效果，更进一步，VR技术现在已经开始走上正轨了，存在科幻作品中的场景并不是那么遥远，VR再往后就是AR,增强现实技术让游戏现实相结合在某些品类的游戏中给用户更加优秀的体验。游戏服务端作为这个发展过程中逐渐成熟的产物，它的表现形式是作为一个长期运行的程序，长期运行在游戏服务器之上，为每个接入系统的玩家提供相同的服务：存储游戏数据与玩家数据、对玩家数据进行广播与同步、将部分的游戏逻辑运行在服务器之上（实现验证、降低客户端压力的目的）[6]。
根据延迟类型划分，服务端游戏有强交互和弱交互两种类型[7]，对于弱交互而言，玩家因为没有强烈的实时需求，所以游戏延迟并不是一个相当重要的设计因素，但是强交互则不同，玩家在每个时间点做出的操作需要实时的同步到另一台机器之上，这个时候就需要尽可能的降低网络延迟与波动的影响。当然网络同步的目的不仅仅只是画面同步，对于服务端来说，所有用户都是不可信任的[8],所以用户的关键逻辑也需要在服务端进行验证，以防止用户的作弊行为。同时对于由延迟产生的客户端显示与实际画面产生偏差的现象，业界也存在着比较成熟的解决，主要有两种策略：一种为Dead Reckoning算法[9]，意在通过预测差值为用户提供更加平滑的动画，一种为延迟补偿[9]，用以在延迟发生之后的修正。除了同步方式的设计，通讯所采用的协议也是影响网络质量的重要因素，传统的Http协议通过请求、响应的形式来实现网络通讯，他的通讯是单向的，通讯中存在一方只能被动的应答，对于服务器频繁推送的场景下，只能通过客户端的轮询来实现，作为它的一个补充WebSocket，于2008年被提出，2011年正式被IETF定为标准，随后被纳入到HTML5的规范中[10]。同样基于TCP协议，它实现了真正意义上的全双工协议，对于HTTP协议来说它的高效体验在三个方面：全双工支持了服务端向客户端的主动推送，相较HTTP更加精简的头部信息，允许一个连接上并发多个请求。从实验中我们不难看出WebSocket协议的高效[11]。
（二）研究主要成果
网络游戏与用户的互动主要分为三个方面[12]：用户与游戏的互动、用户与设备的互动、用户与用户的互动。文献表明，在竞技类型游戏中，社交因素在玩家参与游戏的动机中占据较高的比重[13]。当然社交仅仅是网络游戏用户与用户互动的一个方面；技术发展，经济发展，用户与设备的互动形式也会产生巨大的改变[14]，设备的更迭，从街机到当下火热的VR、AR技术，用户经历了按键、触摸、体感，每种交互的方式给用户带来的操作体验都是不一样的，同时就设备的携带性讨论，以街头游戏机，到游戏室再到家庭电视游戏机，PC,和现在侵占着人们碎片化时间的轻便的手机。用户与设备的互动过程不断的简化，更加易于使用；用户与游戏的互动主要体现在不同游戏的与玩家生成的“用户-系统-体验”模型[13]中，每个玩家作为用户主体，根据对游戏的理解结合自身当前的状态做出不同的选择，游戏程序又因为用户不同的选择回应不同的设计语言，从而为用户带来互动体验的多元化。
多人游戏的互动形式也在随时代发生巨变，2016年10月，一款多人VR太空冒险游戏向人们展示了多人VR的可行性与趣味性[15]，2018年Unity官方向我们展示了基于他们AR平台的实时多人游戏[16],对于用户来说，技术发展带来的用户互动形式的多样化是令人振奋的，用户可以根据不一样的场景选择不同交互类型的游戏，为交互双方带来最佳的沉浸体验。
强互动的网络游戏中，虽然服务端广播速度十分的频繁，但是不连续的两个数据包之间的状态还是不确定的，作为弥补中间状态的算法Dead Reckoning，其主要包括两个部分——预测、平滑处理[17]。在预测部分，客户端缓存历史信息，根据历史信息预测模型将要发生的变化，当下一个数据包到达时，通过对比实际的变化和预测的差异，在两值之间通过插值渲染出平滑动画，避免客户端突兀的拉扯到真是的位置。延迟补偿技术主要运用在客户端做逻辑判断与放置客户端作弊行为[18]，服务端同样存储历史信息，根据服务器当前时间、同步延迟和网络延迟，我们可以计算出操作逻辑实际发生的时间，通过计算这个时间的操作来得到实际的操作结果，这个技术可以有效的改善因为延迟带来的用户体验问题。
WebSocket作为一种新的网络协议，其优秀的网络性能在实时交互的领域都展现着其广泛的用途，基于Web的3D导航系统[1]低延迟的特性让地图根据用户手机运动数据做出实时的反应，通过WebSocket作用于教育领域的多人实时协作白板[2]，主动推送的技术让某个设备上的操作可以被广播到所有的设备之上。
