Unity程序化地形教程第一期

前言：最近在准备作品集，想吧Blender里面利用shader实现的程序化地形导入Unity中，发现我弄不了，于是转向了直接在Unity中实现程序化地形的新途径，但是网上的教程很少，b站和CSDN好像都没有详细的教程，所以今天我科学上网找了一下，查到了一个16年的程序化视频教学，自带机翻英文的那种，就是按他的翻译根本翻译不对，听也听不太懂，所幸能够理解代码意思，想借这个机会去做一篇程序化地形的教程，先是以博客的形式去记录每次所学，把所学弄懂，再去下一章的学习，最后我会在b站制作一个视频教程，希望大家多多支持，文章是我学习后自己的理解，肯定有些地方不对，不对的地方还请大家多多指教，感兴趣的朋友可以点一波关注，持续更新！

零、学完本期后的效果展示

初步直租出一张噪声图，为后续创作打下基础

一、我对于程序化地形的理解

简单来说程序化地形需要一个高效的伪随机数生成器，随机数包括地形的长、宽、高度、大小，然后利用一个载体把这些数合理的展示出来，大家最常见的其实就是黑白噪声图

以这张图为载体，他的长、宽、大小就是程序化地形的大小，那么有人就会问：地形高度和地形间的间隙是如何表现出来的？这里其实是使用到了噪声的波形来做的

波形图看起来是不是很像山脉的起伏一样？从而我们可以自己定义一个波形图，通过修改波形图的长宽大小，以及噪声的分布来实现一个地形的设计，这样之后噪声图就相当于一个地形编辑器了，我们通过编辑噪声图间接的编辑出地形，进而我们再加上颜色和其他属性，就能为地形增添上更多的细节，以此来达到一个程序化地形的效果。

二、程序化地形初步实现

1.定义噪声图

首先我们需要像我上面所说的一样，定义一个噪声图，让它成为程序化地形的一个载体，为此我们编写一个噪声脚本

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public static class Noise
{   //定义一个函数生成地图 利用噪声来设置地形的长宽大小等属性public static  float[,] GenerateNoiseMap(int mapWidth,int mapHeight,float scale) {//定义一个两个维度的浮点数类型的数组 用于存储长、宽数据float[,] noiseMap = new float[mapWidth, mapHeight];//防止地图的大小出现负数if(scale<=0){scale = 0.0001f;}//对传入的函数的长、宽参数进行灰度值赋值 模拟噪声for(int y =0;y<mapHeight;y++){for(int x=0;x<mapWidth;x++){//除以scale 让影响scale的同时能够影响到地图缩放的大小float sampleX = x / scale;float sampleY = y / scale;//柏林值 Mathf.PerlinNoise可以简单理解为随机获得在这个点的灰度值float perlinValue = Mathf.PerlinNoise(sampleX, sampleY);//将灰度值返回给这个点noiseMap[x, y] = perlinValue;}}return noiseMap;}
}

2.定义一个地形生成器

在这里就会用到我们刚刚写好的noise脚本，用这个脚本来实现对噪声参数传入的控制，用这个脚本来控制地形的生成

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class MapGenerator : MonoBehaviour
{public int mapWidth;public int mapHeight;public float noiseScale;//生成地图public void GenerateMap(){//这里将输入的长、宽、大小代入刚刚定义好的生成噪声的函数中float[,] noiseMap = Noise.GenerateNoiseMap(mapWidth, mapHeight, noiseScale);//MapDisplay是用来将噪声转化为地形的脚本 在这里将上面处理后的数据转化为地形//下一个脚本再具体介绍 这里可以直接写MapDisplay display = FindObjectOfType<MapDisplay>();display.DrawNoiseMap(noiseMap);}
}

3.定义一个地图展示器

将我们所输入的参数得到的噪声图转换为一个地图展现出来

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class MapDisplay : MonoBehaviour
{//通过控制plan的Renderer来控制地形的显示public Renderer textureRender;//绘制噪声图public void DrawNoiseMap(float[,] noiseMap){//用来获取数组指定维数中的元素个数 这里分别是长和宽int width = noiseMap.GetLength(0);int height = noiseMap.GetLength(1);Texture2D texture = new Texture2D(width, height);//Color类型是接收的是一个[0,1]的值，需要用R，G，B，A四个值各自除以255//这里是定义整张图的取值面积 即要修改颜色点的多少Color[] colourMap = new Color[width * height];//将每个点赋值色彩for(int y=0;y<height;y++){for(int x =0;x<width;x++){colourMap[y * width + x] = Color.Lerp(Color.black, Color.white, noiseMap[x, y]);}}//将图按原比例绘制下来texture.SetPixels(colourMap);//将定义的图像纹理进行应用 此前需要进行SetPixelstexture.Apply();//将应用后的图交给Randerer去展现效果textureRender.sharedMaterial.mainTexture = texture;textureRender.transform.localScale = new Vector3(width, 1, height);}
}

四、定义一个地图编辑器

用于实时呈现出更改后的地形的样式

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEditor;//将我们定义好的控件展示出来
[CustomEditor(typeof(MapGenerator))]
public class MapGeneratorEditor : Editor
{public bool mapGenChange = true;public override void OnInspectorGUI() {MapGenerator mapGen = (MapGenerator)target;//修改参数不用运行就能看到修改后的效果if(DrawDefaultInspector()){if(mapGenChange){mapGen.GenerateMap();}}//点击按键就能更新if (GUILayout.Button("Generate")){mapGen.GenerateMap();}}
}

5.初步效果展现

首先在3D场景中创建一个Plane，只保留如下两个组件

创建一个材质球，将它的类型修改为Unlit/Texture，并赋值给Plane，如上图所示

再新建一个空物体用来控制地形的生成，挂载脚本以及赋值如图所示

最后我们通过修改Map Genertor脚本中的参数来控制地形的生成

这样一个基本的用于控制地形生成的噪波图就制作好了，是不是很有趣呢？感兴趣的话点个关注，后面持续更新！