游戏中的随机地形生成算法（一）

发表于2018-05-07

在很多游戏都有使用随机地形，这个系列就是针对随机地形生成算法展开的。本文以Unity为例，给大家介绍这个系列的第一篇。

我们首先明确一下思路，使用一个整形二维数组来存储地图信息，其中1代表障碍，0代表道路。

int[,] map;

我们还需要定义一个概率，来控制生成障碍的数量。

[Range(0,100)] //这行代码用来在面板上显示一个滑动条

public int probability;

以及如下变量。

//地图的长和高

public int width;

public int height;

//种子

public string seed;

//是否要使用随机种子

public bool useRandomSeed;

接下来请认真看，我们要生成地图了！

void RandomFillMap()  
    ｛  
        if (useRandomSeed)  
            seed = DateTime.Now.ToString();  
        System.Random pseudoRandom=new System.Random(seed.GetHashCode());  
        for (int i = 0; i < width; i++)  
        ｛  
            for (int j = 0; j < height; j++)  
            ｛  
                if (i == 0 || i == width - 1 || j == 0 || j == height - 1)  //边缘是墙  
                    map[i, j] = 1;  
                else  
                    map[i, j] = (pseudoRandom.Next(0, 100) < probability) ? 1 : 0;  //1是墙，0是空地  
            ｝  
        ｝  
    ｝

在这段函数里，首先我们判断是否使用随机种子，如果是，将系统时间赋值给种子，这样可以保证每秒种子都不同。

随后我们定义了一个随机数，将seed的哈希码作为种子传入。

接着，我们使用了双重for循环来填充整个map二维数组。很清晰明了，不是吗？

很好，现在地图已经生成了，我们把它画出来看看吧。

void OnDrawGizmos()  
    ｛  
        if (map != null)  
        ｛  
            for (int i = 0; i < height; i++)  
            ｛  
                for (int j = 0; j < width; j++)  
                ｛  
                    Gizmos.color = map[i, j] == 1 ? Color.black : Color.white; //黑色代表道路，白色代表障碍  
                    Vector3 pos=new Vector3(-width/2+i+.5f,0,-height/2+j+.5f);  
                    Gizmos.DrawCube(pos,Vector3.one);  
                ｝  
            ｝  
        ｝  
    ｝

这里我们使用gizmos来绘制地图，这意味着你在game视图中是看不到任何东西的，地图存在于scene视图中。

在Start中调用一下上述函数：

   void Start()
    ｛
map=new int[width,height];
        RandomFillMap();
    ｝

然后我们运行试试看吧！

可能看起来像一张二维码，但它绝对不是一个合格的地图。究其原因，是其中噪点太多了，我们应该尝试合并相邻的点，消除孤立的点。

int GetSurroundingWalls(int posX, int posY)  
｛  
    int wallCount = 0;  
    for (int i = posX-1; i <=posX+1; i++)  
    ｛  
        for (int j =posY-1; j <=posY+1; j++)  
        ｛  
            if (i>= 0 && i < width && j >= 0 && j < height)  
            ｛  
                if (i != posX || j != posY)  
                    wallCount += map[i, j];  
            ｝  
            else  
            ｛  
                wallCount++;  
            ｝  
        ｝  
    ｝  
    return wallCount;  
｝

我们首先计算以每个点为中心的九宫格内墙的数量。

void SmoothMap()  
｛  
    for (int i = 0; i < width; i++)  
    ｛  
        for (int j = 0; j < height; j++)  
        ｛  
            int surroundingTiles = GetSurroundingWalls(i, j);  
            if (surroundingTiles > 4)  
                map[i, j] = 1;  
            else if (surroundingTiles < 4)  
                map[i, j] = 0;  
        ｝  
    ｝  
｝

如果某点周围墙的数量大于4，我们把这点算作障碍。否则算作道路。

很好，现在修改一下前面的代码。

   void Start()
    ｛
map=new int[width,height];
        RandomFillMap();
SmoothMap();
    ｝

看下效果：

唔，感觉好多了。但还是有些噪点，我们选择多处理几次：

void Start()  
｛  
   GenerateMap();  
｝  
    void GenerateMap()  
    ｛  
        map=new int[width,height];  
        RandomFillMap();    //随机生成地图  
        for (int i = 0; i < 4; i++)  
        ｛  
            SmoothMap();  
        ｝  
    ｝

再来看看：