Содержание

О фотонах, фотонных ракетах и…

О фотонах, фотонных ракетах и…

В редакцию поступило письмо
от учителей физики школы № 6 г. Лысьва Пермской
обл. Е.Д.Багниной и Е.С.Увицкой: «В этом учебном
году на олимпиаде по физике космоса и астрономии
(муниципальный этап) была предложена следующая
задача.

Принцип действия фотонного
звездолета. В фокусе идеального параболического
зеркала находится источник фотонов,
получающихся в результате аннигиляции вещества
и антивещества. После отражения от зеркала
фотоны летят параллельным пучком. Найти скорость
звездолета, если его масса до начала движения
равна m, а после разгона – m0. Какую часть
начальной массы можно разогнать до скорости 0,999с?

В связи с публикациями в
газете «Физика», касающимися методики
преподавания теории относительности, в
частности в связи с вопросом о массе, зависящей
от скорости, имеет ли смысл решать эту задачу?
Может быть, эту задачу можно решить, не используя
релятивистские законы?»

Ответ может представлять
интерес для многих учителей физики. Поэтому
приводим решение этой задачи с комментариями.

1. При анализе возможностей
гипотетической фотонной ракеты надо отделить
вопрос о том, как работает фотонный двигатель, от
вопроса о том, как происходит разгон ракеты с
таким двигателем. И в том и в другом случае для
анализа необходимо использовать законы частной
теории относительности (ЧТО). Решать
предложенную задачу с помощью нерелятивистских
законов сохранения энергии и импульса в принципе
неверно.

2. Суть конструкции фотонного
двигателя состоит в использовании реакции
аннигиляции вещества и антивещества, в которой
образуются фотоны.

Примером такой реакции может
служить аннигиляция пары протон–антипротон с
образованием двух g-квантов. Вообще любая
частица, аннигилируя со своей античастицей,
может превратиться в пару фотонов. Такая реакция
теоретически является самой выгодной для
создания реактивного двигателя, т.к. в ней
образуются частицы (фотоны), летящие с
максимально возможной скоростью с. Как установил
еще Циолковский, эффективность работы
реактивного двигателя прямо пропорциональна
скорости истечения реактивной струи (в данном
случае – потока фотонов). Во-вторых, в реакции
аннигиляции происходит теоретически
максимально эффективное «сгорание» топлива, т.к.
энергия покоя частиц и античастиц полностью
превращается в энергию фотонов.

Часто используемое выражение
«при работе фотонного двигателя масса
превращается в энергию» – неудачно. Правильно
говорить именно о переходе энергии из одной
формы (энергии покоя вещества и антивещества) в
другую (энергию фотонов).

Мы не обсуждаем вопрос о том,
можно ли реально создать фотонный двигатель.

3. Поставленные в задаче
вопросы связаны c этапом разгона фотонной ракеты.
При решении следует использовать релятивистские
законы сохранения энергии–импульса и
соотношение Эйнштейна, связывающее энергию,
импульс и массу частиц. Напомним эти соотношения.
Пусть Е, р, v и m – энергия, импульс, скорость и
масса частицы соответственно. Тогда:

E2 = p2c2
+ m2c4;           
(1)

p = Ev/c2.
                        
(2)

Пусть каждый отраженный от
зеркала фотон имеет импульс pg. Поскольку
масса фотона равна нулю, то в силу соотношения (1)
энергия каждого фотона равна Еg = cpg, где pg – модуль
импульса фотона. Так как все фотоны летят
параллельно друг другу, то суммарный импульс,
унесенный фотонами за время разгона ракеты, р = еpg. Отсюда
полная энергия излученных фотонов равна E = cp.

В силу закона сохранения
импульса полный импульс системы «ракета и
излученные фотоны» равен нулю, т.е. сама ракета
получит в конце разгона импульс р0 = –р. По
модулю эти импульсы равны, следовательно, полная
энергия излученных фотонов может быть выражена
через модуль импульса ракеты:

E = cp0.
                             
(3)

Запишем закон сохранения
энергии:

mc2 = Е0 + Е,
                     
(4)

где начальная энергия равна
энергии покоя ракеты до разгона, Е0 – энергия
ракеты после разгона, Е – энергия излученных за
время разгона фотонов. С учетом соотношения (3)
формула (4) запишется в виде:

mc2 = Е0 + ср0.
                   
(5)

Кроме этого, из общего
соотношения (1) следует, что после разгона

E02 – (cp0)2
= m02c4.
           (6)

Уравнения (5) и (6) позволяют
найти связь между начальной и конечной массами
ракеты и достигнутой в результате разгона
скоростью v. Действительно, в силу соотношения (2)
0 = Е0v/c = bE0, где b = v/c. Подставляя это соотношение в
формулы (5) и (6), получим:

mc2 = (1 + b)E0;
                      
(7)

m02c4 =
(1 – b2)E02.
               
(8)

Разделив выражение (8) на
квадрат выражения (7), находим:

          
(9)

Это есть ответ на второй
вопрос задачи.

Выражая b через отношение масс, получаем
ответ на первый вопрос задачи:

                     
(10)

При v = 0,999с отношение m0/m
» 0,02.

Заметим, что данная задача
взята из книги И.И.Воробьева «Теория
относительности в задачах» [М.: Наука, 1989].

А.В.Берков, канд. физ.-мат. наук,
доцент МИФИ, г. Москва

Фотонная ракета. Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть II)

Фотонная ракета

Другим способом создания тяги является фотонная ракета. Принцип ее работы довольно прост.

Если на космическом корабле находится мощный источник световых (или каких-либо иных электромагнитных) волн, то, посылая их в одну сторону, можно, как и в случае частиц вещества, создать силу, движущую корабль в другую — противоположную сторону. Эта движущая сила, или тяга, является реакцией фотонов, выбрасываемых источником света на корабле, точно так же как возникает подобная реакция при отражении солнечных лучей «зеркальным парусом».

Ничем не отличалась бы она по существу и от тяги любого реактивного двигателя, за исключением того, что, как указывалось выше, в них реактивная тяга создается вытекающими частицами вещества, а в нашем случае такими же «вытекающими» фотонами.

Этот двигатель отличается от традиционных еще и тем, что скорость «истечения» из него «рабочего вещества» значительно больше. Мало того, это вообще наибольшая возможная скорость «истечения», ибо не существует в природе скорости, большей скорости света. Таким образом, наш фотонный двигатель является как бы идеальным, предельно возможным.


К сожалению, фотонные ракеты могут быть применены только для полетов на очень большие расстояния — например к другим звездам. Их тяга так мала, что только в очень длительном и, следовательно, дальнем полете фотонная ракета может достичь достаточно большой скорости полета.

Понятно, что излучатель фотонного двигателя должен отличаться от обычного прожектора не только размерами.

Установите сколь угодно большой прожектор или сколько угодно много таких прожекторов на космической ракете, и вы не получите нужного результата — тяга такого фотонного двигателя будет ничтожно малой по сравнению с его массой.

Чтобы увеличить тягу, нужно излучать гораздо больше энергии, чем это в состоянии сделать простой прожектор. Ведь энергия, излучаемая раскаленной поверхностью, зависит от температуры поверхности. Но как бы ни была раскалена твердая поверхность, ее температура будет во всех случаях значительно меньше температуры поверхности Солнца (она равна, как известно, примерно 5500 °C).

Лучше подойдут, естественно, раскаленные газовые и в особенности плазменные излучатели (так, Зенгер предложил плазменный излучатель с температурой 150 000 °К). Однако тут возникают другие трудности, помимо связанных с устройством и эксплуатацией высокотемпературных источников излучения. С ростом температуры изменяется (увеличивается) частота излучения, то есть характер излучаемых квантов энергии. Увеличение энергии кванта связано с уменьшением его длины волны (ведь квант — это своеобразная частица, частица-волна), то есть излучение становится все более коротковолновым. Возрастает число квантов ультрафиолетового света и рентгеновского излучения, становящегося все более жестким. Когда температура становится столь большой, что начинают идти ядерные реакции, то появляется и гамма-излучение. Но отражение таких коротковолновых лучей непростая задача: эти лучи, как известно, с легкостью проходят через вещество. Поэтому оказывается необходимым создание принципиально иных «зеркал» вместо обычного рефлектора В частности, для этого предложены такие необычные методы, как использование «электронных» или «плазменных зеркал» в виде стабилизованного плотного облака электронов или плазмы. Известно ведь, что коротковолновые лучи постепенно преломляются и наконец отражаются от электропроводящей среды. Однако чтобы создать такое электронное или плазменное облако, нужны колоссальные давления, наподобие возникающих при атомном взрыве. Должно быть решено немало и других сложнейших проблем.

Так, например, откуда звездолет будет черпать энергию, необходимую для питания фотонного двигателя. Совершенно ясно, что химическая энергия для этого непригодна Но даже в миллионы раз большая энергия деления атомов урана в этом случае также недостаточна С помощью энергии термоядерных реакций можно было бы, пожалуй, осуществить простейший из межзвездных перелетов. Но только полное использование потенциальной энергии вещества в состоянии решить проблему межзвездного полета фотонной ракеты.

Но как можно себе представить высвобождение всей энергии, заключенной в веществе? Известны ли науке методы такого высвобождения?

Есть по крайней мере один такой путь, уже освоенный наукой. Он связан с явлением «аннигиляции» вещества, то есть с процессом столкновения элементарной частицы вещества, например электрона, с ее так называемой античастицей, в данном случае позитроном. При таком столкновении обе частицы «аннигилируют» — исчезают с одновременным выделением энергии, масса которой в точности равна массе исчезнувших частиц. Электрон и позитрон почти во всем одинаковы, за исключением знака электрического заряда, в других случаях частица и античастица различаются и иными свойствами. Предполагается, что может существовать, или действительно существует, вещество (его называют иногда антивеществом), состоящее из античастиц, которое по всем своим физико-химическим свойствам не отличается от обычного вещества.

Выделение энергии в процессах аннигиляции связано с рождением фотонов большей или меньшей энергии. Вот почему идеальным звездолетом была бы аннигиляционная фотонная ракета с полным выделением в ней потенциальной (иногда ее называют «эйнштейновской») энергии вещества.

В такой ракете в фокусе отражателя должен находиться «аннигилятор», в который из двух различных баков поступали бы вещество и антивещество. Образующийся в процессе аннигиляции мощнейший поток фотонов или других электромагнитных квантов, отброшенный назад отражателем, и создавал бы необходимую для полета тягу.

Легко видеть, что в настоящее время речь может идти лишь о теоретической идее фотонной ракеты. Ведь пока еще никто не видел антивещества, неизвестно, как его хранить и подавать в аннигилятор, неизвестно, каким должен быть отражатель фотонов и так далее.

Несмотря на обилие принципиальных неясностей, связанных с реализацией идеи фотонной ракеты, сама эта идея вызывает большой интерес. Это не случайно, ведь такая ракета — идеальное средство для межзвездных перелетов.

Но даже для фотонной ракеты подобный перелет связан с колоссальной затратой «рабочего вещества». Так, для полета продолжительностью 30–40 лет в фотонном двигателе придется «сжечь» в световую энергию примерно 10 миллиардов тонн вещества! Выделившейся при этом энергии хватило бы для расплавления оболочки земного шара на глубину в сотни километров. Не удивительно, что иногда предлагают, чтобы фотонный звездолет, отправляясь в свой далекий путь, захватывал с собой в качестве «топлива» какой-нибудь астероид.

Но так ли уж обязательно захватывать с собой все запасы фотонного «топлива»? Неужели нельзя заправляться в полете? Отвечая на этот вопрос, мы вплотную подходим к вопросу «внешних ресурсов».

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Ракета-носитель «Н-1»: история катастроф

Ракета-носитель «Н-1»: история катастроф
Место Королева на посту руководителя ОКБ-1 (с 1966 года — Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения, ЦКБЭМ) занял Василий Мишин. К сожалению, этот замечательный конструктор не обладал тем упорством, которое

Проект «Глобальная ракета»

Проект «Глобальная ракета»
17 октября 1963 года Генеральная Ассамблея ООН приняла резолюцию 1884, призывающую все нации воздержаться от выведения на орбиты вокруг Земли или размещения в космосе ядерных вооружений или любых других видов оружия массового

Ракета-носитель «Энергия»

Ракета-носитель «Энергия»
14 мая 1987 года агентство ТАСС сообщило, что в период с 11 по 13 мая Генеральный секретарь ЦК КПСС Михаил Горбачев находится на космодроме Байконур и в городе Ленинске. В ходе пребывания в этих местах он имел многочисленные встречи и беседы с учеными,

Ракета «Рейнботе»

Ракета «Рейнботе»

Неуправляемая ракета «Тайфун»

Неуправляемая ракета «Тайфун»

Авиационная ракета Х-4

Авиационная ракета Х-4
Примечание: снаряд Х-4 класса «воздух-воздух» не следует смешивать со снарядом «Фриц-Х» фирмы «Рейнметалл-Борзиг», который являлся радиоуправляемой бомбой класса «воздух—земля» , в принципе сходной с американской радиоуправляемой бомбой

Ракета А-9 + А-10 (проект)

Ракета А-9 + А-10 (проект)

Исследовательская ракета «АЭРОБИ»

Исследовательская ракета «АЭРОБИ»

Исследовательская ракета «ВИКИНГ»

Исследовательская ракета «ВИКИНГ»
Результаты пусков ракеты «Викинг»
Все пуски (за исключением ракеты № 4) производились на полигоне Уайт Сэндз. Результаты: № 1, 2 — преждевременная отсечка двигателя, течь в турбине; № 3 — отсечка двигателя по радиокоманде из-за

Прелюдия: ракета

Прелюдия: ракета
Давно задуманная немцами ракетная атака на Англию наконец была осуществлена. Целью стал Лондон.
Германская ракета представляла собой впечатляющее техническое достижение… Ее максимальная скорость составляла около четырех тысяч миль в час, и время ее

П. Клушанцев КОСМИЧЕСКАЯ РАКЕТА

П. Клушанцев
КОСМИЧЕСКАЯ РАКЕТА
Что такое космическая ракета? Как она устроена? Как летит? Почему в космосе путешествуют именно на ракетах?Казалось бы, все это давно и хорошо нам известно. Но давайте на всякий случай проверим себя. Повторим азбуку.Наша планета Земля

Ракета как самолет

Ракета как самолет
Не только выбор цели, удачные или неудачные решения конструктивных проблем самих космических аппаратов определяют возможности и перспективы космической техники. Не меньшее значение будет иметь и экономическая сторона дела: а во сколько то или иное

БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ РАКЕТА СТАРТУЕТ С МОРЯ

БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ РАКЕТА СТАРТУЕТ С МОРЯ
Наступил наконец долгожданный момент. Ракета погружена в шахту, проведены генеральные испытания. На утро следующего дня, 16 сентября, назначен выход в море.Но как ни велико желание осуществить пуск, технический руководитель выход

2. Ракета-машина сложная

2. Ракета-машина сложная
Класс основ ракетного оружия увешан плакатами, схемами, диаграммами, здесь стоят макеты различных ракет, их узлов, агрегатов. У большого красочного плаката стоит офицер с указкой в руке. На его груди «ромбик» — значок об окончании высшего

Ракета со «спецбоеприпасом»

Ракета со «спецбоеприпасом»
Пусковая установка РПК-1 «Вихрь»
Первым ПЛРК, созданным для надводных кораблей под руководством Н. П. Мазурова, стал комплекс РПК-1 «Вихрь», принятый на вооружение в 1968 году. Головным разработчиком был НИИ-1 ГКОТ (с 1966 г. – МИТ), помимо которого в

Двигатели Бога. Норвежский ученый придумал, как создать фотонную ракету, способную достичь скорости света / НВ

  • Новости
  • Мнения
  • Бизнес
  • Life
  • Радио
  • Журнал

ПоддержатьПодписка

25 апреля 2017, 20:02

Автор: Алексей Бондарев

Новая математическая теория, предложенная норвежским профессором Эспеном Гаардером Хаугом, позволяет всерьез говорит о создании космического корабля, который сможет разгоняться до 99,999% световой скорости

Хауг пока воздерживается от предсказаний, когда такой корабль может быть построен, да и сами теоретические расчеты еще нуждаются в проверке. Однако при первом знакомстве его теория вызвала довольно большой ажиотаж в мире физики.

Видео дня

А статья Хауга, в которой он описывает свою теорию была опубликована в авторитетном журнале Acta Astronautica.

Скорость света

Хауг — профессор математики Норвежского университета науки и технологий в Трондхейма и довольно известный ученый, однако, основная область его исследований — математика биржевых торгов.

Сам ученый уверен, что математика — есть математика, и математические расчеты в современной физике вряд ли сложнее, чем в сфере финансов.

Эспен Гаардер Хауг предложил математическую теорию, которая позволяет создать фотонный двигатель Фото:

Его работа описывает математическую модель ракеты, которая использует для движения фотоны.

В представлении обывателя, что-то припоминающего из школьного курса физики, фотоны — это частички света.

Более полное описание фотона говорит, что это — элементарная частица, квант электромагнитного излучения. У фотона нет массы, его электрический заряд равен нулю, он способен существовать только двигаясь со скоростью света.

Ни одна из фундаментальных частиц не может двигаться быстрее скорости света, т. е. это абсолютный максимум для ракеты, рассуждает Хауг. При этом, именно фотоны лучше всего подходят, потому что всегда двигаются именно с такой скоростью.

Для того, чтобы фотоны могли привести в движение космический объект, нужен двигатель нового типа, способный превращать энергию непосредственно в свет. А именно — ускоритель элементарных частиц, наподобие Большого адронного коллайдера, только гораздо более мощный и, разумеется, более компактный. Также пока непонятно, какое топливо могло бы использоваться в таком двигателе, тем более в условиях космоса.

В общем и целом, предлагаемый Хаугом принцип движения ракеты может быть описан одним предложением: «топливо превращается в свет, что приводит к радиационному давлению, которое толкает корабль вперед со скоростью составляющей 99,999% от скорости света».

«Лабораторные эксперименты показывают, что перемещение объектов благодаря одним только фотонам, вполне возможно», — поясняет ученый.

Хауг признает, что для того, чтобы его теоретическая модель заработала на практике, необходим ряд открытий в теоретической физике, которые бы позволили построить такой двигатель.

До Марса условная ракета околосветовой скоростью долетела бы меньше чем за 5 мин Фото:

Однако, он уверен, что его модель доказывает возможность, такого способа передвижения в космосе. А значит, когда-нибудь полет с Земли на Марс будет занимать что-то около 5 минут. Именно столько времени требуется свету, чтобы преодолеть 225 млн км — среднее расстояние между двумя планетами.

Естественно, это условная оценка, которая не учитывает время разгона и торможения. Но она дает представление о масштабах выигрыша во времени по сравнению с месяцами полета традиционных ракетных двигателей.

Также пока рано обсуждать неизбежные вопросы с перегрузками, которые могут возникать в полетах с такими скоростями. А также вдаваться в дискуссии о том, что будет происходить с таким явлением как время на борту корабля, который движется с такой скоростью.

Фотонные ракеты

В основе работы Хауга лежит попытка объединить общепринятую теорию о движении ракет в космосе с теориями пионера теоретической физики Макса Планка.

Планк изучал фундаментальные понятия массы и времени. С тех пор в физике существует понятие планковской частицы, представляющей собой микроскопическую черную дыру. Эту теорию поддерживает, в частности, и Стивен Хокинг.

Масса одной такой частицы, как принято считать в современной физике, равняет массе блошиного яйца.

Согласно доминирующей модели в современной физике, любая частица, достигнув максимального ускорения, должна в теории превратиться в гипотетическую планковскую частицу.

По расчетам Хауга, два фотона разогнанные двигателем корабля до скорости света, столкнувшись, породят планковскую частицу, которая тут же исчезнет, превратившись в энергию.

На борту фотонной ракеты должен будет работать ускоритель элементарных частиц намного мощнее Большого адронного коллайдера Фото:

Старая добрая идея

Идею фотонной ракеты первым предложил немецкий ученый Ойген Зангер (последние годы жизни провел в США, при переводе его американских публикаций имя писали как Юджин Сангер). Это имя сегодня чаще всего вспоминают в связи проектом Люфтваффе по строительству космического бомбардировщика в годы Второй мировой. Проект так и не был реализован. Сангер опубликовал свою работу о фотонной ракете в 1957 году, и она широко обсуждалась в научном мире.

Сангер не предлагал ни детального описания технологии, ни ее научного обоснования. Он просто рассуждал о возможности перемещения в пространстве за счет некоей «электронно-позитронной аннигиляции» и излучения фотонов.

Несмотря на это идею очень быстро подхватили фантасты.

Например, такой способ перемещения в пространстве описал польский фантаст Станислав Лем в своем знаменитом романе Непобедимый (1964). Другие описания этой технологии можно встретить у Ларри Нивена. В его романе Воители (1966) фотонный корабль способен достигать скорости в 80% от световой.

Читайте также — Жизнь на спутниках Юпитера и Сатурна? Все, что нужно знать о громком открытии NASA

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости

Про использование cookies

Продолжая просматривать NV.ua вы подтверждаете, что ознакомились с Правилами пользования сайтом и соглашаетесь на использование файлов cookies

Про файлы cookies

0 — Введение | Фотонный двигатель

PUN Classic (v1), PUN 2 и Bolt находятся в режиме обслуживания. Мы будем поддерживать Unity 2022 с PUN 2, но новых функций добавляться не будет. Конечно, все ваши проекты PUN & Bolt будут продолжать работать и работать с известной производительностью в будущем.
Для любых предстоящих или новых проектов: пожалуйста, переключитесь на Photon Fusion или Quantum.

каламбур
| v2

переключиться на версию 1

Учебник по основам PUN основан на Unity.
Мы разработаем первую простую многопользовательскую игру с PUN 2, используя Photon Cloud.
Цель состоит в том, чтобы синхронизировать анимированного персонажа для каждого игрока, значения здоровья и базовую съемку raycast.

Вот как это будет выглядеть.

По ходу дела мы изучим множество важных функций, советов и приемов, чтобы получить хорошее представление о подходе к сетевой разработке с помощью PUN 2.

Содержимое

  • Обзор
    • Что нужно знать
  • Фотонное Облако
    • Поехали: импорт PUN и настройка
    • Идентификаторы приложений и версия игры
    • регионов
    • Номера
    • Вестибюль
  • Развитие
  • Помимо учебника

Обзор

Этот учебник шаг за шагом проведет вас через весь процесс создания, начиная с пустого проекта.
Попутно будут объяснены концепции, а также распространенные ловушки и рекомендации по проектированию сетевых игр.

Мы реализуем простой пользовательский интерфейс для ввода псевдонима и будем показывать пользователю процесс подключения.

В игре может участвовать до 4 игроков, а размер арены зависит от количества игроков в комнате. Это в основном для того, чтобы показать несколько концепций синхронизации сцен: как работать с игроками при загрузке разных сцен и что может пойти не так при этом 🙂

Чтобы игроки не просто ходили и ничего не делали, мы реализуем базовую систему стрельбы в сочетании с управлением здоровьем игрока. Тем самым мы научимся синхронизировать переменные по сети.

Когда ваше здоровье становится равным 0, игра заканчивается, и вы покидаете арену. Затем вам снова будет представлен вводный экран, позволяющий при желании начать новую игру.

Вернуться к началу

Что вам нужно знать

В этом руководстве рассматриваются только самые основы использования редактора Unity и программирования.
Тем не менее, желательно иметь хорошие знания и некоторый опыт создания игр, чтобы сосредоточиться на новых концепциях, которые представляет Photon Unity Networking.

Пример кода написан на C#.

Вернуться к началу

Фотонное Облако

Поехали: импорт PUN и настройка

Убедитесь, что вы работаете с версией Unity, равной или выше 2017.4 (бета-версии не рекомендуются).
Создайте новый проект, это рекомендуется при работе с учебными пособиями в целом.

Откройте Asset Store, найдите ресурс PUN 2 и загрузите/установите его.
Позвольте Unity перекомпилировать, когда вы импортируете все активы.

Мастер настройки PUN поможет вам с настройками сети и
предлагает удобный способ начать нашу многопользовательскую игру:
Фотонное облако!

Облако? Да, Облако.
Это группа серверов Photon, которые мы можем использовать для нашей игры.
Мы объясним немного.

Использование Облака с «Бесплатным планом» бесплатно и без обязательств, поэтому сейчас мы просто вводим свой адрес электронной почты, и Мастер делает свое волшебство.

Снимок экрана Photon Cloud: регистрация в облаке

Новые учетные записи сразу получают «AppId». Если ваш почтовый адрес уже зарегистрирован, вам будет предложено открыть панель инструментов.
Войдите и получите «AppId», чтобы вставить его в поле ввода.

Когда AppId сохранен, мы закончили этот шаг.

Фотонное Облако

Так что же делает это «Фотонное Облако»?!

По сути, это группа машин с запущенным на них Photon Server.
Это «облако» серверов поддерживается Exit Games и предлагается как беспроблемный сервис для ваших многопользовательских игр.
Серверы добавляются по запросу, поэтому можно иметь дело с любым количеством игроков.

Несмотря на то, что Photon Cloud не является полностью бесплатным, его стоимость невелика, особенно по сравнению с обычным хостингом.
Подробнее о ценах читайте здесь.

Photon Unity Networking будет управлять Photon Cloud за вас, но вкратце вот что происходит внутри:

Каждый сначала подключается к «Серверу имен».
Он проверяет, какое приложение (с помощью AppId) и какой регион хочет использовать клиент.
Затем он перенаправляет клиента на главный сервер.

Главный сервер является центром группы региональных серверов. Он знает все комнаты для этого региона.
Каждый раз, когда создается комната (матч/игра) или к ней присоединяются, клиент перенаправляется на один из других компьютеров, который называется «Игровой сервер».

Настройка в PUN до смешного проста, и вам не нужно заботиться о
расходы на хостинг, производительность или техническое обслуживание. Ни разу.

Вернуться к началу

Идентификаторы приложений и версия игры

Поскольку все подключаются к одним и тем же серверам, должен быть способ отделить ваших игроков от всех остальных.

Каждое название (как в игре, приложении) получает свой собственный «AppId» в облаке.
Игроки будут встречаться только с другими игроками с таким же «AppId».

Существует также «Версия игры». Это строка, которую вы можете редактировать, и она будет отделять игроков со старыми клиентами от тех, у кого новые.

Вернуться к началу

Регионы

Фотонное облако организовано в отдельных регионах по всему миру для оптимального взаимодействия между игроками.

Каждый регион отделен от всех остальных, что важно помнить при работе с удаленными командами, разбросанными по разным регионам. Убедитесь, что вы оказались в том же регионе.

PUN 2 поможет вам определить «Регион разработки», который используется для всех сборок разработки.

Вернуться к началу

Номера

Фотонное облако создано для «комнатных игр», что означает, что в каждом матче участвует ограниченное количество игроков (скажем, до 16), отдельно от всех остальных.
В комнате все получают то, что отправляют другие (если только вы не отправляете сообщения определенным игрокам).
Вне комнаты игроки не могут общаться, поэтому мы всегда хотим, чтобы они оказались в комнатах как можно скорее.

Лучший способ попасть в комнату — использовать случайный подбор игроков: просто запросите у сервера любую комнату или укажите некоторые свойства, которые ожидает игрок.

Все комнаты имеют имя в качестве идентификатора.
Если комната не заполнена или закрыта, мы можем присоединиться к ней по имени.
Удобно, что главный сервер может предоставить список комнат для нашего приложения.

Вернуться к началу

Вестибюль

На главном сервере существует лобби для вашего приложения, в котором перечислены комнаты для вашей игры. Это не позволяет игрокам общаться друг с другом!

В нашем примере мы не будем использовать лобби, а просто присоединимся к случайной комнате, если она доступна, или создадим новую комнату, если ни одна из существующих комнат не может быть присоединена (комнаты могут иметь максимальную вместимость, поэтому они потенциально могут быть все полны).

Вернуться к началу

Разработка

Каждый раздел этого руководства охватывает определенную часть этапа разработки проекта.
Уровень предположений о сценариях и знании Photon постепенно увеличивается.
В лучшем случае проработайте их по порядку.

  1. Создание базовой сцены лобби.
  2. Улучшение сцены вестибюля с помощью пользовательского интерфейса (UI).
  3. Создание игровых сцен.
  4. Реализация загрузки уровней.
  5. Создание базовой сборки проигрывателя.
  6. Заставьте камеру следовать за вашим игроком.
  7. Изменение префаба проигрывателя для добавления сетевых функций.
  8. Создание экземпляра игрока и переключение сцен.
  9. Пользовательский интерфейс игрока (UI).

Наверх

Помимо учебника

Конечно, чтобы создать полноценную игру, нужно сделать гораздо больше, но это только построение на фундаменте, который мы рассмотрели здесь.

  • Обязательно прочтите раздел «Начало работы».
  • Будьте любопытны, изучите документацию и справку по API, чтобы получить общее представление о том, что доступно.
    Скорее всего, вам не понадобится все сразу, но оно вернется в память, когда вам это понадобится, или при реализации новой функции.
    Вы помните, что некоторые методы или свойства были связаны между собой, и поэтому пришло время как следует их изучить.
  • Воспользуйтесь форумом, не стесняйтесь делиться своими проблемами, проблемами и даже разочарованиями 🙂
    Важно, чтобы вы не зацикливались на проблеме.
    Если вам придется написать об этом, чтобы другие поняли вашу проблему, вы сформулируете ее вне своего мозга, который, как известно, помогает решать проблемы.
    Не бывает глупых вопросов, все зависит от вашего уровня знаний и того, насколько вы продвинулись в изучении/освоении Unity и PUN.

Следующая часть.

В начало документа

Настройка и подключение | Фотонный двигатель

PUN Classic (v1), PUN 2 и Bolt находятся в режиме обслуживания. Мы будем поддерживать Unity 2022 с PUN 2, но новых функций добавляться не будет. Конечно, все ваши проекты PUN & Bolt будут продолжать работать и работать с известной производительностью в будущем.
Для любых предстоящих или новых проектов: пожалуйста, переключитесь на Photon Fusion или Quantum.

каламбур
| v2

переключиться на версию 1

Photon Unity Networking (PUN) действительно прост в настройке.
Импортируйте PUN в новый проект, и появится мастер PUN. Или в меню: «Окно», «Сеть Photon Unity».

Мастер PUN

Зарегистрируйте новую (бесплатную) учетную запись Photon Cloud, введя адрес электронной почты или скопировав и вставив существующий идентификатор приложения с панели инструментов. Сделанный.

Если вы хотите разместить сервер Photon самостоятельно, нажмите «Пропустить» и отредактируйте PhotonServerSettings , как описано ниже.

Для подключения достаточно вызвать PhotonNetwork.ConnectUsingSettings() в коде.

Содержимое

  • Настройки ФотонСервера
    • Значения конфигурации
  • Конфигурация для собственного сервера Photon
    • Фотонный сервер V5
    • Фотонный сервер V4

Настройки ФотонСервера

Мастер добавляет в проект файл PhotonServerSettings для хранения конфигурации, которая в основном используется ConnectUsingSettings . Вы можете настроить подключение к Photon Cloud или собственному серверу и изменить другие стандартные настройки.

Настройки PhotonServer в Инспекторе

Вы можете установить AppId, регион Photon Cloud, версию игры и многое другое. Настройки по умолчанию подойдут в большинстве случаев.

Вернуться к началу

Значения конфигурации

AppId в режиме реального времени, чат и голос

AppId используются Photon Cloud для идентификации каждого заголовка. PUN использует идентификатор приложения в реальном времени для соединений.
Он также хорошо работает с Photon Chat и Voice, которым нужен собственный идентификатор приложения, если вы используете эти функции.

Версия приложения

В PUN версия приложения является частью версии игры. Клиенты с разными значениями версии игры отделены друг от друга. PUN добавляет к этому значению свою строку PunVersion , чтобы смягчить потенциальную несовместимость между различными версиями PUN.

Использовать сервер имен

При подключении к экземплярам Photon Server v4 клиенты подключаются непосредственно к главному серверу, а не к серверу имен. Снимите этот флажок только в том случае, если вы сами размещаете Photon. Подробнее см. здесь.

Регион Дев

«Регион разработки» в PhotonServerSettings

Начиная с PUN v2.17, «Регион разработки» используется только в редакторе Unity и в сборках «Разработка», когда для подключения используется PhotonNetwork.ConnectUsingSettings() .
Вы можете отключить «Регион разработки» в редакторе Unity и «Сборка разработки», просто удалив значение.
Подробнее здесь.

Фиксированная область

При подключении к облаку PUN по умолчанию выберет лучший регион. Если вы хотите подключиться к определенному региону, введите здесь код региона, и выбор лучшего региона будет отключен.

Сервер

Этот параметр в основном актуален при размещении собственного сервера Photon. Для этого получите Photon Server SDK.

Убедитесь, что ваши клиенты могут связаться с введенным адресом.
Это может быть общедоступный статический IP-адрес, имя хоста или любой адрес в сети, который используют ваши клиенты.

Если вы разрабатываете игры для iOS, вы можете прочитать о «PUN и IPv6» и «как настроить Photon Server для IPv6».

Когда все настроено правильно, вы можете позвонить PhotonNetwork.ConnectUsingSettings() в вашем коде.

Порт и протокол

Photon создан для использования нескольких серверов в течение одного сеанса. Введенный здесь порт является одним из первых серверов для подключения. Это может быть главный сервер или сервер имен. Порт также зависит от выбранного протокола.

Если вы подключаетесь к Photon Cloud, оставьте это значение равным 0. В противном случае найдите стандартные порты, которые использует Photon.

По умолчанию для протокола используется (надежный) UDP, но Photon поддерживает TCP и WebSockets. Клиент PUN будет автоматически использовать Secure WebSockets при экспорте WebGL.

Мы предлагаем вам придерживаться UDP.

Включить статистику лобби

Чтобы получить статистику лобби с сервера, необходимо установить этот флажок.
См. страницу «Статистика приложения и лобби» для получения дополнительной информации.

Сетевой журнал

Управляет регистрацией кода Photon нижнего уровня. Если это не необходимо, это должно придерживаться настройки Error .

Включить журнал поддержки

Это полезная настройка, когда вам нужно отслеживать, что происходит во время подключения, подбора игроков или в комнате. Если флажок установлен, наш скрипт будет регистрироваться для обратных вызовов и регистрировать важную информацию, чтобы помочь в отладке вашей игры.

Работа в фоновом режиме

Это устанавливает настройку Unity с тем же именем.
Больше информации здесь.

Список RPC

«Удаленные вызовы процедур» позволяют вам вызывать метод на других клиентах в комнате.
PUN хранит список этих методов в PhotonServerSettings и использует индекс каждого имени в качестве аббревиатуры при вызове RPC.

См. Удаленные вызовы процедур.

Вернуться к началу

Конфигурация для собственного сервера Photon

Мы рекомендуем использовать метод PhotonNetwork.ConnectUsingSettings для подключения и соответствующей настройки PhotonServerSettings перед подключением либо в редакторе Unity во время компиляции, либо с помощью кода во время выполнения (измените PhotonNetwork.PhotonServerSettings. AppSettings ).
Мы также рекомендуем использовать Photon Server v5.

Вернуться к началу

Фотонный сервер V5

Очистите или установите фиксированный регион, как настроено в вашем NameServer.json. Установите «Сервер» на IP-адрес или имя хоста вашего сервера Photon. Он должен находиться в сети, доступной вашим клиентам. Использование «localhost» или 127.0.0.1 допустимо, если клиент представляет собой автономную сборку на том же компьютере. Вы можете оставить номер порта равным 0, и клиент выберет номер порта по умолчанию для каждого протокола. В противном случае введите порт: например. 5058 для UDP по умолчанию, 19093 для WSS по умолчанию и т. д. (или настраиваемый порт для приложения NameServer, если вы изменили его в PhotonServer.config). См. список портов по умолчанию для каждого протокола и сервера здесь.

Пример локальных настроек

При использовании Photon Server (OnPremises) необходимо знать, что существуют некоторые отличия от Photon Cloud.
Они перечислены здесь.

Вернуться к началу

Фотонный сервер V4

Снимите флажок «Использовать сервер имен», поскольку SDK Photon Server v4 не включают эту службу. Очистить фиксированную область. Установите «Сервер» на IP-адрес или имя хоста вашего сервера Photon. Он должен находиться в сети, доступной вашим клиентам. Использование «localhost» или 127.0.0.1 допустимо, если клиент представляет собой автономную сборку на том же компьютере. Введите порт: 5055 для протокола UDP по умолчанию (или пользовательский порт для приложения MasterServer, если вы изменили его в PhotonServer.config). См. список портов по умолчанию для каждого протокола и сервера здесь.

Пример локальных настроек

При использовании Photon Server (OnPremises) необходимо внести некоторые важные изменения:

  • Если вы подключаетесь к Photon Server v4, перед подключением установите протокол сериализации на версию 1.6 (поскольку 1.8 несовместим с этой версией сервера): PhotonNetwork. NetworkingClient.SerializationProtocol = SerializationProtocol.GpBinaryV16; .
  • Cients должен установить уникальный UserId, даже если вы не аутентифицируете пользователей. Например, создайте и сохраните GUID для каждого устройства.
  • Версия GameVersion/AppVersion не используется для создания отдельных виртуальных AppId.

Чтобы получить полный список различий между Photon Server v4 и Photon Cloud, а также известные проблемы в Photon Server v4, посетите эту страницу.

В начало документа

Серверная часть локальной многопользовательской кроссплатформенной игры

 

Непревзойденная кроссплатформенная поддержка. Проверено в бесчисленных играх.

 

 

Фотонный сервер
Функции

 

В реальном времени, пошаговые и MMO

Воспользуйтесь результатами более чем 15-летней разработки. Используйте простые и быстрые протоколы UDP/TCP, которые используют низкую пропускную способность и обеспечивают сверхбыструю сериализацию. Photon Server — идеальный многопользовательский движок для любой многопользовательской игры.

Многопользовательская структура

Photon Server предоставляет готовые фреймворки для многопользовательских игр. Начните с нуля или создайте свою собственную логику на основе нескольких демонстрационных приложений, включенных в исходный код с помощью бесплатных серверных SDK.
Это позволяет быстро и легко добиться отличных результатов.

Кроссплатформенность

Вы разрабатываете и строите непосредственно для выбранной вами игровой платформы с вашим любимым движком или фреймворком:
Photon — ведущий кроссплатформенный многопользовательский сервис и №1 в мире среди игр на базе Unity.

Высокая масштабируемость

Все SDK Photon Server включают в исходный код структуру балансировки нагрузки. Наше Photon Cloud легко масштабируется с использованием этой платформы. Запускайте локально, на облачных серверах или комбинируйте «голое железо» с облачными серверами, чтобы обеспечить достаточную мощность в периоды пиковой нагрузки.

Архитектура

Будь то надежный UDP, TCP, HTTP или веб-сокеты: высокоскоростная клиент-серверная архитектура Photon — это самая прочная основа в игровой индустрии для ваших игр. Забудьте о сквозных проблемах. Это просто работает.

Пользовательская логика сервера

Настраивайте и разрабатывайте серверную логику на любом языке .NET, таком как C# или управляемый C++. Первоклассные инструменты, такие как Visual Studio или Redgate Profiler, обеспечивают быструю разработку и отладку.

Производство готово

Пакеты SDK содержат примеры приложений для комнатных игр, таких как FPS или MOBA, а также для многопользовательских онлайн-игр, подобных WoW, с управлением интересами.

Справедливая цена

Выбирайте между бесплатными лицензиями, разовыми покупками или подписками.
Разместите любое количество серверов и приложений, используя корпоративные лицензии, или получите бесплатную лицензию Photon Server для 100 одновременных пользователей.

 

Попробуйте Бесплатная лицензия

 


 

Сетевой движок для всех основных платформ

Photon полностью закрывает для вас сложный сетевой уровень каждой клиентской платформы.
Photon Server поддерживает надежные UDP, TCP, HTTP и веб-сокеты с простым и тонким протоколом передачи для каждого из них.
Ваши игровые клиенты обмениваются данными между платформами и протоколами:
просто отправьте свои данные, а Photon выполнит десериализацию/сериализацию, а вы этого не сделаете.

 

Архитектура фотонного сервера

Photon Core написан на собственном языке C++, чтобы обеспечить максимальную производительность и обеспечить первоклассную поддержку цепочки инструментов.
В сочетании с портами завершения ввода-вывода Windows Server (IOCP) он реализует тяжелую «подъем» протоколов.
Бизнес-логика выполняется в .NET CLR и содержит приложения, написанные на C# или любом другом языке .NET.

Все приложения работают поверх расширяемой среды разработки RPC и событий, которая решает общие задачи.
Вызовы RPC просто и гибко сопоставляются с экземплярами операций.
Потоки упрощены, основаны на принципах передачи сообщений с использованием волокон.
В целом, Photon Server предназначен для насыщения трафика до того, как ЦП станет узким местом.

Работает в Windows (32 и 64 бит), рекомендуется последняя версия.

 

Масштабируемость

Легко масштабируйте свое приложение на нескольких серверах по мере роста ваших названий.
Photon Server содержит балансировщик нагрузки (Master/Lobby), обеспечивающий высокую масштабируемость.
Главный/лобби-сервер отслеживает уровень нагрузки на игровые серверы и игры, которые в данный момент открыты, и соответствующим образом направляет игроков для оптимального Качество обслуживания .
Игровые серверы размещают игровые комнаты и регулярно сообщают о своей текущей загруженности и списке запущенных игровых сессий на главный сервер.

Игры на основе комнаты масштабируются по умолчанию с помощью приложения балансировки нагрузки, предоставленного в исходном коде.
ММО обычно требуют индивидуальной концепции масштабирования, которая соответствует индивидуальным требованиям.
Найдите платформу MMO, включая управление интересами, в исходном коде с пакетами SDK для Photon Server.

 

Хостинг и операции

Объедините собственные и облачные серверы, чтобы обеспечить достаточную мощность по мере роста ваших игр.
Запускайте Photon Server на собственных серверах без операционной системы, облачных серверах или даже гибридных серверах для оптимального соотношения цена/производительность.
Например, покрывайте высокие нагрузки, добавляя несколько облачных серверов к своим выделенным машинам на лету.

Photon Server легко интегрируется с вашей средой Windows Server.
Запустите его как службу Windows, создайте сценарий с помощью PowerShell и просмотрите включенные счетчики производительности Windows для мониторинга нагрузки на сервер.

 

Попробуйте Бесплатная лицензия

 


 

Вы в хорошей компании.

Присоединиться

600 000

Разработчики и студии.

 


 

Опыт работы с хостингом

800 000

Игры

 


  • “.