文章目录
- 先看看最终效果
- 前言
- 随机游走算法
- 使用随机游走算法
- 添加地板瓦片
- 1. 新增TilemapVisualizer，用于可视化地图
- 2. 瓦片素材
- 不运行执行程序化生成地牢方法
- 1. 先简单重构代码
- 2. 新增Editor脚本RandomDungeonGeneratorEditor
- 将参数保存到可编辑脚本对象（ScriptableObject）
- 1. 定义简单随机行走数据的 ScriptableObject 类
- 2. 配置不同的地形参数
- 3. 调用
- 4. 效果
- 生成墙壁
- 补充
- 源码
- 完结
先看看最终效果
前言
关于使用TileMap生成随机2D地图，其实之前已经有做过类似的，感兴趣可以看看：
【unity实战】随机地下城生成
【unity小技巧】Unity2D TileMap+柏林噪声生成随机地图
但是随着学习深入，发现之前做的比较粗糙和不够全面，最近又在外网看到一个程序化生成2D地牢的视频，觉得不错，所以写了这一篇学习笔记，记录分享一下。
本项目可能比较长，会分几期来讲，感兴趣的可以关注一下，方便获取后续内容，本期主要是使用随机游走算法生成随机的地牢房间。
随机游走算法
新增
/// <summary>
/// 静态类，包含用于二维环境的程序化生成算法。
/// </summary>
public static class ProceduralGenerationAlgorithms
{
/// <summary>
/// 在二维空间中生成简单的随机行走路径。
/// </summary>
/// <param name="startPosition">行走的起始位置。</param>
/// <param name="walkLength">行走步数。</param>
/// <returns>表示所走路径的 Vector2Int 的 HashSet。</returns>
public static HashSet<Vector2Int> SimpleRandomWalk(Vector2Int startPosition, int walkLength)
{
// 创建路径 HashSet
HashSet<Vector2Int> path = new HashSet<Vector2Int>();
// 将起始位置添加到路径 HashSet 中
path.Add(startPosition);
// 将当前位置设置为起始位置
var previousPosition = startPosition;
// 沿着随机方向移动，将每个新位置添加到路径 HashSet 中
for (int i = 0; i < walkLength; i++)
{
var newPosition = previousPosition + Direction2D.GetRandomCardinalDirection();
path.Add(newPosition);
previousPosition = newPosition;
}
// 返回路径 HashSet
return path;
}
}
/// <summary>
/// 静态类，包含二维方向性工具。
/// </summary>
public static class Direction2D
{
/// <summary>
/// 二维空间中基本方向的列表。
/// </summary>
public static List<Vector2Int> cardinalDirectionsList = new List<Vector2Int>
{
new Vector2Int(0,1), //上
new Vector2Int(1,0), //右
new Vector2Int(0, -1), // 下
new Vector2Int(-1, 0) //左
};
/// <summary>
/// 从列表中返回一个随机的基本方向。
/// </summary>
/// <returns>表示随机基本方向的 Vector2Int。</returns>
public static Vector2Int GetRandomCardinalDirection()
{
return cardinalDirectionsList[UnityEngine.Random.Range(0, cardinalDirectionsList.Count)];
}
}
使用随机游走算法
新增SimpleRandomWalkDungeonGenerator， 用于生成简单随机行走地牢的类
/// <summary>
/// 用于生成简单随机行走地牢的类，继承自 MonoBehaviour。
/// </summary>
public class SimpleRandomWalkDungeonGenerator : MonoBehaviour
{
[SerializeField, Header("地牢生成的起始位置")]
protected Vector2Int startPosition = Vector2Int.zero;
[SerializeField, Header("迭代次数")]
private int iterations = 10;
[SerializeField, Header("每次行走的步数")]
public int walkLength = 10;
[SerializeField, Header("每次迭代是否随机起始位置")]
public bool startRandomlyEachIteration = true;
/// <summary>
/// 执行程序化生成地牢的方法。
/// </summary>
public void RunProceduralGeneration()
{
HashSet<Vector2Int> floorPositions = RunRandomWalk(); // 获取地牢地板坐标集合
foreach (var position in floorPositions)
{
Debug.Log(position); // 输出地板坐标信息
}
}
/// <summary>
/// 执行随机行走算法生成地牢地板坐标的方法。
/// </summary>
/// <returns>地牢地板坐标的 HashSet。</returns>
protected HashSet<Vector2Int> RunRandomWalk()
{
var currentPosition = startPosition; // 当前位置初始化为起始位置
HashSet<Vector2Int> floorPositions = new HashSet<Vector2Int>(); // 地板坐标的 HashSet
for (int i = 0; i < iterations; i++)
{
var path = ProceduralGenerationAlgorithms.SimpleRandomWalk(currentPosition, walkLength); // 生成随机行走路径
floorPositions.UnionWith(path); // 将路径添加到地板坐标集合中
if (startRandomlyEachIteration)
{
currentPosition = floorPositions.ElementAt(Random.Range(0, floorPositions.Count)); // 如果需要每次迭代随机起始位置，则随机选择一个已生成的位置
}
}
return floorPositions; // 返回地板坐标集合
}
}
挂载脚本
配置点击事件
效果
添加地板瓦片
1. 新增TilemapVisualizer，用于可视化地图
/// <summary>
/// 用于可视化地图的 TilemapVisualizer 类，继承自 MonoBehaviour。
/// </summary>
public class TilemapVisualizer : MonoBehaviour
{
[SerializeField]
private Tilemap floorTilemap; // 地板瓦片地图
[SerializeField]
private TileBase floorTile; // 地板瓦片
/// <summary>
/// 绘制地板瓦片的方法。
/// </summary>
/// <param name="floorPositions">地板位置的坐标集合。</param>
public void PaintFloorTiles(IEnumerable<Vector2Int> floorPositions)
{
PaintTiles(floorPositions, floorTilemap, floorTile);
}
/// <summary>
/// 绘制瓦片的方法。
/// </summary>
/// <param name="positions">瓦片位置的坐标集合。</param>
/// <param name="tilemap">瓦片地图。</param>
/// <param name="tile">要绘制的瓦片。</param>
private void PaintTiles(IEnumerable<Vector2Int> positions, Tilemap tilemap, TileBase tile)
{
foreach (var position in positions)
{
PaintSingleTile(tilemap, tile, position);
}
}
/// <summary>
/// 绘制单个瓦片的方法。
/// </summary>
/// <param name="tilemap">瓦片地图。</param>
/// <param name="tile">要绘制的瓦片。</param>
/// <param name="position">瓦片的位置坐标。</param>
private void PaintSingleTile(Tilemap tilemap, TileBase tile, Vector2Int position)
{
var tilePosition = tilemap.WorldToCell((Vector3Int)position); // 将位置坐标转换为瓦片地图上的单元格坐标
tilemap.SetTile(tilePosition, tile); // 在指定位置绘制瓦片
}
// 清空瓦片地图
public void Clear()
{
floorTilemap.ClearAllTiles();
}
}
修改SimpleRandomWalkDungeonGenerator，执行程序化生成地牢的方法
[SerializeField]
private TilemapVisualizer tilemapVisualizer;
/// <summary>
/// 执行程序化生成地牢的方法。
/// </summary>
public void RunProceduralGeneration()
{
HashSet<Vector2Int> floorPositions = RunRandomWalk(); // 获取地牢地板坐标集合
tilemapVisualizer.Clear();// 清空瓦片地图
tilemapVisualizer.PaintFloorTiles(floorPositions);
}
2. 瓦片素材
https://pixel-poem.itch.io/dungeon-assetpuck
挂载脚本，配置参数
效果
不运行执行程序化生成地牢方法
每次测试都要运行程序再执行生成地图，非常的麻烦，我们可以实现不运行也可以执行程序化生成地牢的方法
1. 先简单重构代码
新增AbstractDungeonGenerator，定义抽象地牢生成器的基类
/// <summary>
/// 抽象地牢生成器的基类，继承自 MonoBehaviour。
/// </summary>
public abstract class AbstractDungeonGenerator : MonoBehaviour
{
[SerializeField, Header("瓦片可视化器")]
protected TilemapVisualizer tilemapVisualizer = null;
[SerializeField, Header("地牢生成的起始位置")]
protected Vector2Int startPosition = Vector2Int.zero;
/// <summary>
/// 生成地牢的方法。
/// </summary>
public void GenerateDungeon()
{
tilemapVisualizer.Clear(); // 清空瓦片可视化器
RunProceduralGeneration(); // 执行程序化生成
}
/// <summary>
/// 执行程序化生成地牢的抽象方法，需要在子类中实现具体逻辑。
/// </summary>
protected abstract void RunProceduralGeneration();
}
修改SimpleRandomWalkDungeonGenerator
public class SimpleRandomWalkDungeonGenerator : AbstractDungeonGenerator
{
//。。。
// [SerializeField, Header("地牢生成的起始位置")]
// protected Vector2Int startPosition = Vector2Int.zero;
// [SerializeField]
// private TilemapVisualizer tilemapVisualizer;
/// <summary>
/// 执行程序化生成地牢的方法。
/// </summary>
protected override void RunProceduralGeneration()
{
HashSet<Vector2Int> floorPositions = RunRandomWalk(); // 获取地牢地板坐标集合
tilemapVisualizer.Clear();
tilemapVisualizer.PaintFloorTiles(floorPositions);
}
//。。。
}
修改点击事件
运行测试，一切正常
2. 新增Editor脚本RandomDungeonGeneratorEditor
/// <summary>
/// 自定义编辑器类，用于 RandomDungeonGenerator。
/// </summary>
[CustomEditor(typeof(AbstractDungeonGenerator), true)]
public class RandomDungeonGeneratorEditor : Editor
{
private AbstractDungeonGenerator generator; // 地牢生成器对象
private void Awake()
{
generator = (AbstractDungeonGenerator)target; // 获取目标对象并转换为地牢生成器类型
}
/// <summary>
/// 在 Inspector 窗口中绘制自定义的 GUI。
/// </summary>
public override void OnInspectorGUI()
{
base.OnInspectorGUI(); // 绘制基类的默认 Inspector 界面
if (GUILayout.Button("Create Dungeon")) // 创建地牢的按钮
{
generator.GenerateDungeon(); // 调用地牢生成器的方法生成地牢
}
}
}
效果
将参数保存到可编辑脚本对象（ScriptableObject）
1. 定义简单随机行走数据的 ScriptableObject 类
新增SimpleRandomWalkSO
/// <summary>
/// 简单随机行走数据的 ScriptableObject 类。
/// </summary>
[CreateAssetMenu(fileName = "SimpleRandomWalkParameters_", menuName = "PCG/SimpleRandomWalkData")]
public class SimpleRandomWalkSO : ScriptableObject
{
[Header("迭代次数")]
public int iterations = 10;
[Header("每次行走的步数")]
public int walkLength = 10;
[Header("每次迭代是否随机起点")]
public bool startRandomlyEachIteration = true;
}
2. 配置不同的地形参数
配置不同的参数
3. 调用
修改SimpleRandomWalkDungeonGenerator，调用前面定义的参数
[SerializeField]
private SimpleRandomWalkSO randomWalkParameters;
4. 效果
大地牢
小地牢
岛
生成墙壁
新增WallGenerator，墙体生成器的静态类
/// <summary>
/// 墙体生成器的静态类。
/// </summary>
public static class WallGenerator
{
/// <summary>
/// 创建墙体的方法。
/// </summary>
/// <param name="floorPositions">地板位置的集合</param>
/// <param name="tilemapVisualizer">瓦片可视化器</param>
public static void CreateWalls(HashSet<Vector2Int> floorPositions, TilemapVisualizer tilemapVisualizer)
{
var basicWallPositions = FindWallsInDirections(floorPositions, Direction2D.cardinalDirectionsList);
// 在每个墙体位置上绘制基本墙体
foreach (var position in basicWallPositions)
{
tilemapVisualizer.PaintSingleBasicWall(position);
}
}
/// <summary>
/// 在指定方向上查找墙体的方法。
/// </summary>
/// <param name="floorPositions">地板位置的集合</param>
/// <param name="directionList">方向列表</param>
/// <returns>墙体位置的集合</returns>
private static HashSet<Vector2Int> FindWallsInDirections(HashSet<Vector2Int> floorPositions, List<Vector2Int> directionList)
{
HashSet<Vector2Int> wallPositions = new HashSet<Vector2Int>();
foreach (var position in floorPositions)
{
foreach (var direction in directionList)
{
var neighbourPosition = position + direction;
// 如果邻居位置不在地板位置集合中，则认为是墙体位置
if (!floorPositions.Contains(neighbourPosition))
{
wallPositions.Add(neighbourPosition);
}
}
}
return wallPositions;
}
}
修改TilemapVisualizer
[SerializeField, Header("墙壁瓦片地图")]
private Tilemap wallTilemap;
[SerializeField, Header("墙壁瓦片")]
private TileBase wallTop;
//绘制墙壁瓦片的方法
internal void PaintSingleBasicWall(Vector2Int position)
{
PaintSingleTile(wallTilemap, wallTop, position);
}
修改SimpleRandomWalkDungeonGenerator
/// <summary>
/// 执行程序化生成地牢的方法。
/// </summary>
protected override void RunProceduralGeneration()
{
HashSet<Vector2Int> floorPositions = RunRandomWalk(); // 获取地牢地板坐标集合
tilemapVisualizer.PaintFloorTiles(floorPositions);//绘制地板瓦片
WallGenerator.CreateWalls(floorPositions, tilemapVisualizer);//创建墙体
}
// 清空瓦片地图
public void Clear()
{
floorTilemap.ClearAllTiles();
wallTilemap.ClearAllTiles();
}
配置参数
效果
补充
想要优化墙壁的显示，可以选择使用rule tile绘制墙壁内容，不懂得可以看我这篇文章，写的比较详细：【Unity小技巧】Unity2D TileMap的探究
还不懂的也可以看我后面的文章，后面会讲到
源码
源码会放在本项目最后一篇
完结
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好了，我是向宇，https://xiangyu.blog.csdn.net
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