godot-game-loop-time-trial

用途

本技能用于在 Godot 4 中构建计时赛（Time Trial）类玩法，适用场景包括竞速游戏、速通平台跳跃游戏与街机挑战模式。其核心是把计时赛实现为「状态验证链」（Validation-Chain）：记录一个时间很简单，但要确保玩家没有通过捷径作弊，就需要严格有序的检查点管理器。

主要能力

中央计时与检查点校验

• TimeTrialManager 作为中央时钟，负责校验检查点顺序并处理「最佳圈速」逻辑。
• Checkpoint 作为空间触发器，在物理帧中通知管理器。
• 通过要求按数字顺序依次通过检查点，防止「捷径作弊」。

幽灵录制与回放

• GhostRecorder 捕获高频变换数据，使用基于 delta 时间的时间戳，实现与帧率无关的回放。
• 以固定频率采样（例如 10 Hz），位置使用 lerp 插值，旋转使用 Quaternion 的 slerp 插值。
• 幽灵只记录核心变换（位置/旋转），不记录整个玩家对象。
• 幽灵不应具有碰撞，仅作为纯视觉指示（例如半透明）。

数据存储选择

技能提供数据存储决策矩阵：

格式	适用场景	实现方式
Dictionary Array	原型开发	简单的 [{t: 0.1, p: pos}, ...]
Typed Array	性能优先	位置使用 PackedVector3Array
JSON/Binary	存档	用 FileAccess.get_var() 保存幽灵文件

另提供 Delta-Compression 模式：仅当位置/旋转变化超过阈值时存储关键帧，并用 FileAccess.open_compressed() + ZSTD 持久化，优先使用二进制浮点而非 JSON。

排行榜桥接

• 以整数微秒/毫秒存储记录，使用 %02d:%02d.%03d 格式化输出稳定 UI 字符串（例如 01:24.450）。

多人竞速

• 位置同步使用 ENetMultiplayerPeer 与 TRANSFER_MODE_UNRELIABLE，而非 TCP 式可靠传输。
• 终点线/圈数跨越必须在权威服务端使用 multiplayer.is_server() 校验。

使用方式

技能附带以下脚本，并要求按「黄金路径」顺序阅读后再编写对应阶段的代码：

1. time_trial_manager.gd — 微秒（Time.get_ticks_usec）或物理帧时钟；pass_checkpoint 仅从物理重叠 / Area 信号调用。
2. Checkpoint Areas — 按索引顺序接入管理器（在物理帧中，而非 _process）。
3. ghost_recorder.gd — 采样 {t, p, q}，旋转使用 Quaternion。
4. ghost_replayer.gd — 位置 lerp + Quaternion slerp（绝不使用欧拉插值）。
5. time_trial_leaderboard_bridge.gd — 整数微秒/毫秒转为 UI 字符串。

脚本索引还包含 time_trial_patterns.gd（10 种专家模式：微秒计时、服务端权威校验、橡皮筋 AI、帧精确输入刷新）与 time_trial_playback_buffer.gd（网络流式传输幽灵回放的抖动缓冲）。

关键约束（NEVER Do）

• 不使用 OS.get_ticks_msec() 做高精度竞速计时，应使用 Time.get_ticks_usec() 获得微秒精度。
• 不完全依赖 _process() 触发终点检测，应在 _physics_process() 中评估物理重叠。
• 不在实例化后立即评估 Area3D 重叠，需先 await get_tree().physics_frame 等待物理服务器同步。
• 不对检查点的 CollisionShape3D 做非等比缩放，应缩放内部形状资源（例如 BoxShape3D.size）。
• 多人竞速同步位置不使用 TCP（可靠传输）。
• 不信任客户端的终点线/圈数判定，需在权威服务端校验。
• 不使用标准浮点相等（==）比较记录圈速，应使用 is_equal_approx()。
• 不在不刷新缓冲区的情况下硬编码输入检查，帧精确操作需调用 Input.flush_buffered_events()。
• 不在快速寻路循环中分配新的 Vector3 数组，应使用 PackedVector3Array。
• 不在紧凑循环中使用动态字符串路径（如 $"../Checkpoint"），应使用 @onready 缓存节点引用。
• 不忽视检查点顺序，需验证玩家按正确顺序通过每个中间检查点。
• 使用 Area3D 时需做 monitoring 优化，仅检测 Player 物理层。
• 幽灵旋转不使用标准 lerp，应使用 slerp() / Quaternion.slerp() 避免万向节锁。

适用前置与配套

技能声明了前置技能（godot-project-foundations、godot-physics-3d、godot-signal-architecture、godot-gdscript-mastery）、互补技能（输入处理、存档系统、多人网络、单机转多人、导航寻路、蒙特卡洛平衡器、摄像机系统）以及下游消费者（竞速品类、游戏循环合集）。

限制

本技能基于 Godot 4 引擎与 GDScript。技能未提供具体收费、价格或平台信息。