Unity实现Minecraft(一)——原理介绍

rustum · 发表于 2022-10-9 09:12

   最近专门研究了下程序化生成地形，其中最典型的莫过于Minecraft中的地形生成，于是打算自己实现一下。闲话少说，游戏引擎：（2021.2) 。
   ①先来简单介绍原理：利用一个二重循环生成一个网格地图，然后对于每一个网格的位置坐标生成一个噪声值（噪声值介于0和1之间）,然后乘以一个自己定义的高度值Height,就会得到一个(0,Height)的值；然后再用一个循环从0到Height,每个高度放置方块即可。
注意：我们规定每一个单位的方块叫Block,后面也可以叫它体素（Voxel）。
   ②在Unity模拟一下过程：
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System;

namespace Test
{
public class ProceduralTerrain : MonoBehaviour
{
      [SerializeField] private float noiseScale = 0.05f;
      [SerializeField] private int worldSize = 6;
      [SerializeField] private int worldHeight = 10;
      [SerializeField] private int waterHeight = 4;
      //用于保存每个Block类型的颜色
      private Dictionary<t_BlockType, Color> colorDic = new Dictionary<t_BlockType, Color>();

      private void Awake()
      {
         //将Block的材质和颜色一一对应
         colorDic.Add(t_BlockType.Grass_Dirt, Color.green);//草方块对应绿色
         colorDic.Add(t_BlockType.Dirt, Color.yellow);//泥土对应黄色
         colorDic.Add(t_BlockType.Water, Color.blue);//水对应蓝色
         colorDic.Add(t_BlockType.Sand, Color.gray);//沙对应灰色
      }
      private void Start()
      {
         GenerateTerrainData();

      }
      private List<t_BlockData> worldBlockData = new List<t_BlockData>();
      //生成地形所需数据，就是求出一个每个坐标的高度值
      void GenerateTerrainData()
      {
         t_BlockType blockType;
         for (int i = 0; i < worldSize; i++)
         {
            for (int j = 0; j < worldSize; j++)
            {
                  float noiseValue = Mathf.PerlinNoise((transform.position.x + i) * noiseScale, (transform.position.z + j) * noiseScale);
                  int groundPosition = Mathf.RoundToInt(noiseValue * worldHeight);
                  for (int y = 0; y < worldHeight; y++)
                  {
                     blockType = t_BlockType.Dirt;
                     if (y > groundPosition)
                     {
                        if (y < waterHeight)
                        {
                              blockType = t_BlockType.Water;
                        }
                        else
                        {
                              blockType = t_BlockType.Air;
                        }

                     }
                     else if (y == groundPosition && y < waterHeight)
                     {
                        blockType = t_BlockType.Sand;
                     }
                     else if (y == groundPosition)
                     {
                        blockType = t_BlockType.Grass_Dirt;
                     }

                     t_BlockData temp = new t_BlockData(new Vector3(transform.position.x + i, y, transform.position.z + j), blockType);
                     worldBlockData.Add(temp);
                  }
            }
         }
      }
      //用Gizmos来模拟生成的地形
      private void OnDrawGizmos()
      {
         if (worldBlockData.Count > 0)
         {
            foreach (var block in worldBlockData)
            {
                  if (block.blockType == t_BlockType.Air)
                  {
                     continue;
                  }
                  Gizmos.color = colorDic[block.blockType];
                  Gizmos.DrawCube(block.blockPosition,new Vector3(1f,1f,1f));
            }
         }

      }
}

internal class t_BlockData
{
      public Vector3 blockPosition;
      public t_BlockType blockType;

      public t_BlockData(Vector3 position,t_BlockType type)
      {
         blockPosition = position;
         blockType = type;
      }
}
internal enum t_BlockType
{
      None,
      Air,
      Grass_Dirt,
      Dirt,
      Sand,
      Water
};
}

③总结：这样就简单完成了一个模拟过程，但这样有一个很明显的问题，一旦我们的地形过大就会导致游戏帧率下降，影响游戏体验，所以我们下一篇文章就来讲讲真正的Minecraft地形实现是从哪些方面来进行优化。

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