有沒有辦法將 Y 旋轉軸壓縮到一個字節？

Question

我正在制作一個 Unity 多人游戲，我想將 Y 旋轉軸從發送整個四元數壓縮到只發送一個字節。

1. 我的第一次壓縮嘗試：

• 我沒有發送四元數，而是發送了一個 Y 軸浮點值
• 結果： 16 個字節 -> 4 個字節（總共節省了 12 個字節）

2. 第二次壓縮嘗試：

• 我緩存了 lastSentAxis 變量（浮點數），其中包含已發送到服務器的最后一個 Y 軸值
• 當玩家改變他們的旋轉（看右/左），然后一個新的 Y 軸與緩存的 Y 軸進行比較，並准備一個 delta 值（delta 保證小於 255）。
• 然后，我創建一個新的 sbyte - 包含旋轉方式（-1，如果向左轉，1，如果向右轉）
• 結果： 4 個字節 -> 2 個字節（保存 2 個字節，總共 14 個）

3. 第三次壓縮嘗試（失敗）

• 定義一個字節標志而不是創建前面提到的分隔字節（1 - 左，2 - 右）
• 獲取一個增量旋轉值（如前所述），但將其添加到字節標志
• 問題：我已經遍歷 0 到 255 來查找哪些數字會與字節標志沖突。
• 可能的解決方案：檢查 flag + delta 是否在沖突號碼列表中。 如果是，請不要發送輪換請求。
• 每 X 個請求，發送一個修正浮點值
• 潛在結果： 2 個字節 -> 1 個字節（保存 1 個字節，總共 15 個）

我的問題是，是否有可能以更...正確的方式進行第三次壓縮嘗試，或者我的潛在解決方案是我能實現的唯一可能的事情？

Answer 1

我不會聲稱您總共節省了 15 個字節^^

如果無論如何您只需要一個旋轉組件，那么同步單個浮點數（4 個字節）的第一步實際上非常明顯；）

我還要說，超越這聽起來有點像不必要的微優化。

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增量同步非常聰明，乍一看是從 4 字節到 2 字節的 100% 改進。

但

• 它也很容易出錯，如果只有一次傳輸失敗，go 可能會不同步。

• 這當然會將精度降低到 1 度 integer 步長而不是全float值。

老實說，為了穩定性和精確性，我會堅持使用 4 個字節。

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2 個字節 - 大約 0.0055° 精度

使用 2 個字節，您實際上可以 go 比您的嘗試更好！

為什么僅僅為了值的符號而浪費整個字節？

使用short

• 使用單個位作為符號
• 值還剩下15 位！

你只需要 map 你的浮點范圍-180到180到范圍-32768到32767 。

發送

// your delta between -180 and 180
float actualAngleDelta;

var shortAngleDelta = (short)Mathf.RondToInt(actualAngleDelta / 180f * shortMaxValue);
var sendBytes = BitConverter.GetBytes(shortAngleDelta);

接收

short shortAngleDelta = BitConverter.ToInt16(receivedBytes);
float actualAngleDelta = (float) shortAngleDelta / (float)short.MaxValue * 360f;

但老實說，您不應該同步增量，而是同步實際值。

所以，使用ushort ！

它涵蓋了從0到65535的值，因此僅 map 可能是 360 度。 當然，您會在精度上有所損失，但不會下降到全度；）

// A value between 0 and 360
float actualAngle;

ushort ushortAngle = (ushort) Mathf.RoundToInt((actualAngle % 360f) / 360f * ushort.MaxValue);
byte[] sendBytes = BitConverter.GetBytes(ushortAngle);

接收

ushort ushortAngle = BitConverter.ToUInt16(receivedBytes, 0);
float actualAngle = (float)ushortAngle / (float)ushort.MaxValue * 360f;

兩者都將精度保持在大約0.0055 (= 360/65535) 度！

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單字節 - 大約 1.41° 精度

如果您無論如何都可以選擇較低的精度，那么您可以選擇 go 並說您不會以度數同步每個精確的旋轉角度，而是將圓除以 360 而不是 256 步。

然后你可以 map 增量到你的較小粒度的“度”角，並且可以在一個字節中覆蓋整個圓：

發送

byte sendByte = (byte)Mathf.RoundToInt((actualAngle % 360f) / 360f * (float)byte.MaxValue); 

接收

float actualAngle = receivedByte / (float)byte.MaxValue * 360f;

其精度約為1.4度。

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但老實說，所有這些來回計算真的值得節省 2/3 字節嗎？