地图随机生成算法毕业论文

一个拼接地块生成随机地图的尝试过程，个人感觉效果不是非常理想，还有许多优化空间，总之先记录一下。

虽说是3D场景，但生成的地图块都在同一个平面上，严格来说依然是2D的思路。对于类似3D地牢的生成，官方已经有一篇文章介绍： 在Unity中程序化生成的地牢环境 。

整体思路：

缺点：

在一个场景中搭建好各类地块：

由于计划要烘焙光照贴图，地块的开口朝向就必须都是固定的，旋转地块、移除墙壁都会导致穿帮。当然也可以设置一些动态的墙壁，需要时通过移除它们来形成开口。

上图搭建好的地块中，右侧两列为主要地块，拥有2~4个方向的开口；中间四个小地块分为横向与竖向，用来连接主要地块；左上角四个为单开口，在地块生成完毕后，用它们来封闭上空余的开口。

地块大致搭完后将它们都做成预制体，进行烘焙。这里使用插件 Unity Lightmap Prefab Baker ，它将整个场景按当前的光照设置进行烘焙，烘焙出的光照贴图移动到指定文件夹，然后通过挂在预制体下的脚本记录关联的光照贴图，当预制体加载到新场景时将它们关联起来。

插件安装好后，每个地块预制体挂上PrefabBaker脚本：

Window -> Prefab Baker 打开面板，调整相应设置后点击烘焙：

默认的光照贴图放在Assets/Resources/Lightmaps目录下，开发阶段可以暂时放在这里。如果2019版本报"Failed to created asset"错误，可尝试修改Plugins/PrefabBaker/Scripts/，在200行：

烘焙完成后：

为了让地块之间的开口能顺利对接上，地块的每个开口处需要放置一个空对象作为连接点，令两个地块的连接点重合即完成拼接。地块还需要有类型，这里分为了Room(房间，单开口), Corridor(走廊，东西或南北开口), Corner(拐角), TShaped(丁字), Hall(大厅，四面开口)。

连接点，Z轴朝向开口方向：

地块预制体：

拼接时需要能获取到地块的连接点情况，加入相关方法：

在一个新场景中生成地图，编写 脚本：

先对地块预制体进行分类：

分好类之后开始生成，编写生成地图的方法GenerateLevel，由于需要多次将满足条件的对象放入列表来随机抽取，事先准备好一些列表避免反复创建：

先生成一个初始地块，这里选择走廊作为初始的地块，也可用其他的地块类型：

GetRandom方法:

需要注意新场景中的光照（主要是平行光）需要和烘焙场景保持一致。

当前的算法是逐个拼接生成地块，最后用单开口地块对所有空余的开口进行封闭。为了控制地块数量，当前的地块数量为已生成个数加上即将生成个数。

编写循环生成：

GenerateMatchingCell方法用于寻找与当前地块连接口匹配的地块预制体，找到之后将它们拼接：

要寻找匹配的地块，首先要找到跟当前连接点匹配的连接点类型：

然后在地块预制体中寻找包含这种连接点类型的地块：

效果：

最后GenerateLevel方法中将有空余连接点的地块封口：

效果：

生成较多地块时，会发生冲突：

由于是逐个地块生成，冲突检测只能在要生成下一个地块时进行判断，如果当前连接点前方一段距离内已经存在地块，则该连接点不能用于继续生成，需要封闭；另外，如果连接点前方不存在地块，还需要判断前方的前方、左方、右方是否存在地块，若存在则只能生成开口朝向别处的地块。

每个地块添加碰撞体：

加入冲突检测相关配置：

GenerateLevel方法中：

CheckConflict方法:

如果没有直接冲突，按照上面的逻辑判断前方的前方、左方、右方是否存在地块，若存在则记录到不期望的连接类型列表，随后由GenerateMatchingCell传入到GetMatchingCell中：

效果：

Demo项目地址： Procedural-Map-Demo