オンラインゲーム開発が直面する課題とWeb3ゲームエンジンのネットワーク効果についての考察
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オンラインゲーム開発が直面する課題とWeb3ゲームエンジンのネットワーク効果についての考察
各社のエンジンは現在、ティックレートの向上やネットワークの拡張を図り、ブロックチェーンにより複雑なゲーム内インタラクションを実現しようと努力している。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察著者：Ishanee @IOSG Ventures
前提要約：
本稿は、FOGシリーズの第1部として、オンチェーンゲームおよびゲームエンジンの概要を紹介するものである。Sylve、Tarrence、Andy、Alvirus、Kevin、Iainの皆様に感謝申し上げる。
オンチェーンゲームとそのエンジンはまだ初期段階にある。MUDやDojoといったゲームエンジンはすでに製品開発に利用可能であり、エコシステム内には既にそれらを使用している開発者がいるが、依然として道のりは長い。ゲームエンジンは通常、多数のゲームがそのフレームワークに基づいて構築され、さらに機能を追加していくことで、巨大なネットワーク効果を獲得する。
オンチェーンゲームエコシステムにおいて、最大のネットワーク効果は、ゲームのコンポーザビリティ（組み合わせ可能性）と拡張性、そして同じエコシステムおよびエンジン上で動作する他のゲームとのアセット統合から生まれる。オープンソースライブラリがコミュニティの支援を受けながら技術的課題を解決できるようになるにつれ、エンジンの粘着性は指数関数的に高まっていく。
ゲームエンジンエコシステムの進化を想像すると、そのネットワーク効果と価値蓄積層は図のようになる可能性がある。モジュール／バリデータ市場は、Gnosis Safeモジュールのようなエンジンレイヤーによって容易に吸収される。AWレイヤーはデフォルトでコンポーザブルだが、そのコンポーザビリティの程度はゲーム開発者とプレイヤーの選択に依存する。多くの企業がこのスタック内で2層以上を占有しようとしている。
ここまでの理解を踏まえ、オンラインゲーム開発における主な課題と、ゲームエンジンがそれらをどのように解決するかについて深掘りしていこう。ブロックチェーンゲームエンジンが直面する課題とは：
ネットワーク混雑
Crypto Kitties、Axie Infinity、Loot Realmsのリリース時、いずれもネットワーク全体の混雑を引き起こした。彼らはどのように対処したか？それぞれFlow、Ronin、Loot Chainという独自のチェーンを構築したのだ。オンチェーンゲームにはより多くの計算リソースが必要であり、すべてのゲームがブロックスペースを争うことになる。そのため、資金に恵まれた商用チームは自然と、アプリケーション固有のL2スケーリングレイヤーの構築を選択する。彼らはCaldera、Conduit、Eclipse、Alt LayerなどのRaaS（Rollup as a Service）プロバイダーと協力している。現在主流のL2フレームワークはOP Stackだが、Arbitrum Orbit、Starkware L3、ZkSync Hyperchainsなどの技術が成熟し実用レベルに達すれば、状況は変化すると予想される。
12月のCryptoKittiesリリース時にネットワーク混雑を引き起こしたリクエスト数
Argusはまた、データ可用性層に接続するEVM第2層という新製品を紹介している。これは基本シャード（base shard）である。詳細は不明だが、LenのMomokaを連想させる。このEVM基盤層により、他のゲーム開発者は自身のゲーム用に高度にカスタマイズされた実行レイヤー（game Shards）を構築でき、base ShardはArgus L2全体にコンポーザビリティをもたらすレイヤーとなる。
ブロックチェーンの低速
ブロックチェーン上では、トランザクションが確認されて初めてコントラクトの状態が変わる。f(a)がf(b)をトリガーする場合、このプロセスは待機を余儀なくされる。そのため、ゲーム内の遅延は避けられないように思える。イーサリアム上では、ブロックが解決されるまで15秒、さらにリオーガナイゼーションリスクを克服するために追加で30〜45秒かかる。
tickを活用することで、トランザクション完了を待たずにゲーム内の状態を自動的に変更できる。tick頻度は更新頻度と理解できる。競技性の高いMMOゲームでは通常20〜30Hz、RTSゲームでは60Hzに達することもある。現在、多くのゲーム開発者はMMOを制作しており、20Hzのtick周波数が理想的とされている。Rollup上の平均ブロック時間は1〜2秒（MomokaはPolygon PoSと2秒間隔で接続）だが、Argusの新ソリューションは20 tick/秒の周波数を持ち、現時点で業界最速である。
0xCurioチームは、自社のL2（Caldera経由）をカスタマイズして高速tick率を最適化した最初の商用チームである。彼らはすでにOP Stack上に初のtickチェーンアプリを構築しており、treaty.earthなどのゲームと共にリリースする可能性がある。
ネット上でのゲーム平均tick周波数に関する議論
開発者体験のさらなる向上が必要
MUDの背景にあるのは、Latticeチームが新たなオンチェーンゲームの作成を試み、同じバックエンド問題に繰り返し直面したことである。そこで、広く採用可能なオンチェーンゲーム開発フレームワークの構築を決意した。コンポーザビリティに加えて、主要な課題は二つある：コントラクトとプレイヤークライアント間の高速な状態同期、およびインデクサーを毎回書き直すことなく簡単にアップグレード（内容の修正・更新）できる仕組み（自動インデクサー）だ。
本稿では、同一ゲームエンジンフレームワーク上で構築されたすべてのアプリケーションがコンポーザブルであると仮定する。
ゲームエンジン紹介
本稿では、最大のブロックチェーンゲームエンジン標準の座を争う4つのプロジェクトを紹介する。うち2つはパブリックグッド（公共財）であり、残り2つは過去に資金調達を行った商用チームによるものだ。より高度な課題と、各チームがそれらをどう解決しているかを見ていこう。
MUD v2：
MUDは最も人気のあるゲームエンジンであり、EVM上ですべてのオンラインゲームの95%以上を支えている。Latticeのゲームエンジンは「Store」を導入しており、リレーショナルデータベースのようにオンチェーンデータを表現できる。コンパイラ駆動のストレージではなくStoreを使う利点は、コントラクトデータのアップグレード性と大幅なガスコスト削減にある。
状態の更新時には自動的にイベントが発行されるため、自動インデクサーはカスタム設定なしですべての状態をインデックスできる。Solidityの静的データと異なり、新しいデータ（テーブル）は実行時に追加可能で、これがアップグレード性を実現する。ストレージコストは各状態に対して手動でイベントを発行する場合と同等だが、MUDはネイティブのSolidityよりもデータを効率的にパッキングするため、長期的にはより安価である。
Store： Solidityのコンパイラ駆動ストレージに対する代替案。コントラクト内でのデータ保存はガスを消費し、Solidityでは静的／観察不能であるため、インターフェース／アプリケーションは呼び出しの正しさを前提とする必要がある。Storeによるオンチェーンデータベースにより、アプリケーションのコントラクトストレージはオフチェーンのインデクサー、フロントエンド、あるいは他のコントラクトによってインデックス可能になる。Storeの利点は、コントラクトデータのアップグレード性と大規模なガスコスト削減にある。
Mode： PostgresDBを使用するオフチェーンインデクサー。EVM上の任意のMUDアプリケーションをインデックスでき、主にMUDクライアントとの高速な状態同期に使用される。
World： ストレージ、システム、無許可作成、アクセス制御、モジュールなどを含むフレームワーク。総じて、Worldコントラクトは集中型の状態とコントラクトロジックを持つ単一のコントラクトである。プラグインと強化された開発者ツールの支援により拡張可能。MUDに新たに導入される各プラグインは、次に参加する開発者にとってのフレームワークとエンジンの価値を高める。
いくつかの事例：
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Endless Quest： AW上で一貫したナラティブ、メタデータ、アートを生成可能
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MUDVRF： ゲーム内でオンチェーンの乱数を生成するMUDモジュール
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DeFi Wonderland： burner clientを通じてウォレットのアカウント管理モジュールを使用
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MUD Scan： MUDゲームのランキングダッシュボード
Dojo Engine：
Dojo Engineは、Starknetの開発者によって作られたパブリックゲームエンジン。検証可能な唯一のゲームエンジンであり、その検証機能はゲームエンジンのアーキテクチャとツールのために設計されている。
ここでいう「証明可能性」とは、同じゲームループがrollupのシーケンサ上またはローカルクライアント（ブラウザなど）上で証明可能であることを意味する。Dojoを使えば、ユーザーはクライアント上で実行される証明ロジックを記述でき、検証のみをチェーン上で行うことが可能となり、コストは非常に低くなる。これにより、チート防止や楽観的更新（optimistic updates）などが実現する。たとえシーケンサがまだプレイヤーのトランザクションを検証中であっても、ロジックはプレイヤーのブラウザ上で即座に反映される。
データストレージ方式はMUDのStoreに類似しているが、証明可能性と有効性証明の特性に合わせてカスタマイズされている。自動検証可能なインデクサーとしてToriiを提供する。インデックスはストレージ差分によって行われ、O(1)インデックスを実現し、ストレージ証明により世界状態のクライアント側での検証をサポートする。DojoはStarknetへのデプロイに加え、KatanaやMadaraといった高性能L3シーケンサにも対応している。Dojoは、ローカル開発ネットワークであるKatana、ゲームのデプロイ・更新・操作を行うCLIツールSozo、検証可能なインデクサーToriiを提供している。Rust SDKも提供され、ブラウザ向けにWASMへコンパイル可能で、Rustベースのゲーム（Bevyなど）で利用できるほか、UnityおよびUnreal向けのバインディングも開発中である。
ゲーム開発者はCairoを使ってアプリケーションを作成することが推奨されている。CairoはRust風の言語で、汎用計算向けの証明可能なプログラムを作成するために使用される。Dojo上で構築する利点の一つは、Solidity上のCircomでコードを書くことなく、zkps原生の「戦闘迷彩（fog of war）」メカニズムを導入できることにある。
Argus Labs：
Argus LabsはDark Forestの共同創設者の一人であるScottによって設立され、最近最新かつ唯一のアップデートを公開した。これはゲーム（スタジオ）、ゲームエンジン、そして他の開発者が拡張・デプロイできるインフラのすべてを創出しようとする野心的なプロジェクトである。現時点ではクローズドソースだが、ブログではリリース時にオープンソース化すると約束している。
前述の通り、これは基本シャードと個別にカスタマイズ可能なゲームシャードを持つカスタムL2である。専用ゲームエンジン「World Engine」と組み合わせることで、ゲーム開発者はより高いtick率、gasカスタマイズ付きのローカルAA、ECSデータベース、Unity、Unreal、JSなどのクライアントとの互換性といったカスタムパラメータを用いて、独自の実行環境を作成できる。他のゲームエンジンと同様の自動インデクサーも提供している。L2とWorldエンジンを最適化し、Solidityで記述される内容を抽象化することで、Goでのゲーム開発を推奨している。従来のゲーム開発では、Goは優れたプログラミング言語だが、ほとんどのエンジンやライブラリがC、C++をサポートしているため、好まれない傾向があった。
Scottは最近の講演で、「アジアサーバー」「ヨーロッパサーバー」のような位置ベースのシャーディングという独自の価値提案を示唆した。これによりゲームの遅延がさらに改善される。例えば、ほとんどのシーケンサは米国に所在しており、アジアのプレイヤーは通常300ミリ秒以上の遅延に直面するが、これはゲーム内では非常に長い時間である。全体構造は共有シーケンサによって支えられており、これは遅延最適化に特化しており、同期的コンポーザビリティや原子的バンドリングよりも優先される。実行時のロックを排除し、複数のシャードをサポートし、相互にブロッキングせず、全順序の強制もしない。
Cardinal Shardは、同社が初めて実装したゲームシャードであり、秒間20回のtickを実現し、従来のゲームと同等の性能を持つ。
Keystone：
Curioチームは、カスタムL2を試みた最初の商用チームであり、最終的にCalderaと協力してカスタムOP Stackを実現した。彼らはECS構造をtickチェーンに組み込み、自動インデクシングやUnityクライアントのサポートなどの機能を提供する。これは研究開発プロジェクトであり、Treaty.earth構築への取り組みの一環である。詳細は、チームがより準備整った段階で一般公開されるかもしれない。
その他の試み：
これら4つがEVM／イーサリアムエコシステムで最も先進的かつ著名であるが、PlaymintやSolana（Jump CryptoによるArc）といったチームも独自のゲームエンジンを構築している。Topologyはオンラインゲームの最前線を進むもう一つの探求者であり、独自のゲームエンジンを用いてStarknet上でIsaacをリリースしており、最新ゲームShoshinも近日中に登場予定である。
結論：
今日の各エンジンは、tick rateの向上、ネットワークのスケーリングに知恵を絞っており、ブロックチェーン上でより複雑なゲームインタラクションを実現しようとしている。これはかつてのVRゲーム機器の競争構図を思い起こさせる。新しい技術が登場し、各社はVRヘッドマウントディスプレイの伝送帯域幅を巡って激しく争った。ハードウェアメーカーの後押しを受け、開発者たちはあらゆるジャンルのゲームにVR／AR版を作ろうと殺到した。しかし市場の検証を経て、特定の数種類のジャンルだけがVRに適していることがわかり、またヘッドセットの帯域幅問題はそれほど重要ではないことも明らかになった。同様に、フルチェーンエンジンの勝敗は複雑なシステム的駆け引きの結果となるだろうが、予想されるのは、まずPMF（製品市場適合）を達成し、エンジン上でのコンテンツ側でフルチェーンのヒット作を生み出した者が大きな競争優位を得ることだろう。
各レイヤーの進展、新ゲームのリリース、新エンジンの登場を楽しみに見守っている。MUD v2とDojo以外はまだ実戦テストを受けておらず、オンチェーン世界のUnrealやUnityが誰になるのかを知るには、まだ長い道のりがある。
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