程序洞穴生成一(Procedural Cave Generation)

这边博客是我自己学习过程中写的第一篇文章，一方面是想与大家分享好的知识，另一方面是为了监督自己不断的学习，希望能给大家带来好的内容分享。

这篇文章的内容是搬运自Youtube上的Sebastian大佬的视频，这个Up主有很多的Unity、Shader、数学、算法等的视频教学，内容都很不错而且讲解非常的清楚，英语不错的小伙伴可以去Youtube上去学习，视频第一课的链接https://www.youtube.com/watch?v=v7yyZZjF1z4&list=PLFt_AvWsXl0eZgMK_DT5_biRkWXftAOf9。不太想看英文教程的下面我用文字的方式来分享。

首先定义出所需要的变量

    public int width;       //地图的宽度public int height;      //地图的高度public string seed;     //随机种子public bool useRandomSeed;      //是否使用随机中的Flag[Range(0, 100)]public int randomFillPercent;   //填充百分比int[,] map;     //地图的信息

变量的意义我也都写在上面了。

首先我们要做的就是生成随机的单个Cube通过不同颜色来表现的地图效果。然后我们定义一个GenerateMap的函数用来生成地图信息。初始化二维数组map。第一步生成纯随机无规律的地图信息，通过系统的Random函数来为map数组生成随机的0或者1这里1代表Wall（墙）。设置好宽度高度和填充百分比，此时生成的地图信息是随机，无规律的，如果1用黑色的块，0用白色的块来生成出来地图将会是这样的。

我这里width=128,height=72,RandomFillPercent = 45

这样的地图当然是没法用的，所以我们要给地图信息上规则，平滑地图信息。编写一个SmoothMap函数。平滑地图的原理是这样的，两层循环遍历二维数组map，然后判断一个地图信息点的周围的墙的数量，然后设定一个阈值，墙的数量大于这个阈值就将这个位置的地图信息设置为1（墙），如果小于这个阈值，那么就将地图设置为0（空），然后循环多次下来地图的效果就慢慢呈现出来了，视频作者循环的次数是5次，然后阈值是4，实现出来的效果如下图所示。

现在生成的地图是不是就有点像模像样了呢。

最后再讲一个如果生成显示在Scene视图中，直接贴代码，比较简单很好理解

    /// <summary>/// 绘制/// </summary>private void OnDrawGizmos(){if (map != null){for (int x = 0; x < width; x++){for (int y = 0; y < height; y++){Gizmos.color = (map[x, y] == 1) ? Color.black : Color.white;Vector3 pos = new Vector3(-width / 2 + x + .5f, 0, -height / 2 + y + .5f);Gizmos.DrawCube(pos, Vector3.one);}}}}

运行，然后调节Scene视图的视角是从上往下，然后设置成正交视角就能看到效果啦，视频作者还编写了一个鼠标点击就更换地图的随机生成，当然想随机生成还需要设置系统的随机种子。随机种子的生成是获取运行时间的字符串，然后拿到字符串的哈希码作为随机种子传进去，这样每次生成的地图就可以保证不重复了。

完整代码：

    public int width;       //地图的宽度public int height;      //地图的高度public string seed;     //随机种子public bool useRandomSeed;      //是否使用随机中的Flag[Range(0, 100)]public int randomFillPercent;   //填充百分比int[,] map;     //地图的信息private void Start(){GenerateMap();    }private void Update(){//测试点击鼠标生成新的地图if (Input.GetMouseButtonDown(0)){GenerateMap();}}/// <summary>/// 生成地图/// </summary>void GenerateMap(){map = new int[width, height];RandomFillMap();for (int i = 0; i < 5; i++){SmoothMap();}}/// <summary>/// 随机填充地图/// </summary>void RandomFillMap(){if (useRandomSeed){seed = Time.time.ToString();}System.Random pseudoRandom = new System.Random(seed.GetHashCode());for (int x = 0; x < width; x++){for (int y = 0; y < height; y++){//将周围包括起来if (x == 0 || x == width - 1 || y == 0 || y == height - 1){map[x, y] = 1;}else{map[x, y] = (pseudoRandom.Next(0, 100) < randomFillPercent) ? 1 : 0;}}}}/// <summary>/// 让地图变得平滑/// </summary>void SmoothMap(){for (int x = 0; x < width; x++){for (int y = 0; y < height; y++){int neighbourWallTiles = GetSurroundingWallCount(x, y);///这里的数字4和不等式的等于号是否要加，自己可以尝试，然后看运行的效果。if (neighbourWallTiles > 4){map[x, y] = 1;}else if (neighbourWallTiles < 4){map[x, y] = 0;}}}}/// <summary>/// 获取周围的墙的数量，（这里的墙指的就是Map【x，y】 = 0）/// </summary>/// <param name="gridX">坐标x</param>/// <param name="gridY">坐标y</param>/// <returns></returns>int GetSurroundingWallCount(int gridX, int gridY){int wallCount = 0;for (int neighbourX = gridX - 1; neighbourX <= gridX + 1; neighbourX++){for (int neighbourY = gridY - 1; neighbourY <= gridY + 1; neighbourY++){if (neighbourX >= 0 && neighbourX < width && neighbourY >= 0 && neighbourY < height){if (neighbourX != gridX || neighbourY != gridY){wallCount += map[neighbourX, neighbourY];}}else{wallCount++;}}}return wallCount;}/// <summary>/// 绘制/// </summary>private void OnDrawGizmos(){if (map != null){for (int x = 0; x < width; x++){for (int y = 0; y < height; y++){Gizmos.color = (map[x, y] == 1) ? Color.black : Color.white;Vector3 pos = new Vector3(-width / 2 + x + .5f, 0, -height / 2 + y + .5f);Gizmos.DrawCube(pos, Vector3.one);}}}}

第一部分不多也比较好理解，就先讲到这里了，想往后学习的可以去上面的视频链接找到视频作者。

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