Unity地形動(dòng)態(tài)生成的一些經(jīng)驗(yàn)記錄

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了Unity地形動(dòng)態(tài)生成的一些經(jīng)驗(yàn)記錄。希望對(duì)大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，請(qǐng)大家不吝賜教，您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問(wèn)。

????????正經(jīng)人誰(shuí)寫日記啊
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????????????????????????--汪涵

????????我以前也一直認(rèn)為一個(gè)正經(jīng)忙碌的人哪有時(shí)間和精力去寫日記呢？

????????但是我錯(cuò)了,正因?yàn)槊G沒(méi)有精力,才要將重要的事情記錄下來(lái).

????????我記錄的東西也都是一些比較簡(jiǎn)單的Unity使用,C#程序設(shè)計(jì)的淺顯的東西.

????????但是誰(shuí)知道呢,當(dāng)我不停地探索之后,發(fā)出來(lái)的內(nèi)容,也許對(duì)于那些剛?cè)腴T的新人來(lái)說(shuō),會(huì)是一個(gè)引導(dǎo).

關(guān)于地形(terrain)對(duì)象

????????有四個(gè)重要參數(shù),地形寬度,地形長(zhǎng)度和地形高度,以及高度圖分辨率.

????????前面三個(gè)都好理解,主要是最后一個(gè)高度圖分辨率,它是一個(gè)二維的平面圖,用灰色深度來(lái)代表地形高低起伏的一個(gè)圖.(最黑為0)

? ? ? ? 它不直觀展示出來(lái),它只在程序計(jì)算地形高度時(shí)起作用,這就比較抽象.

? ? ? ? 并且高度圖的分辨率和地形分辨率(長(zhǎng)*寬)可以不是一樣的.

? ? ? ? 更低的分辨率在生成地形高度時(shí)會(huì)變得更陡峭.(這不是創(chuàng)建陡峭地形的方法,這種只會(huì)影響玩家的游戲體驗(yàn).)

? ? ? ? 一個(gè)1024*1024的地形圖如果配上513*513的高度圖那么整個(gè)地形的起伏會(huì)非常平滑

但是一個(gè)10240*10240的地形圖,如果配上513*513的高度圖,那么整個(gè)地形的起伏會(huì)變得非常突兀.

因?yàn)槊總€(gè)高度圖的像素點(diǎn),將要承擔(dān)10倍于1024*1024地形圖的起伏.

? ?

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;

public class CreateTerrain : MonoBehaviour
{
    public int seed;
    public float terrainWidth = 1024f;//地形的寬度
    public float terrainLength = 1024f;//地形的長(zhǎng)度
    public int terrainHeight = 50;//地形的高度

    public Texture2D[] terrainTexture;
    public float perlinScale = 10.0f;
    public float[] perlinThreshold = {0.25f, 0.5f, 0.75f };

    private float randomOffsetX;
    private float randomOffsetY;
    public float centerHeight ;
    public float edgeHeight ;
    [Range(0, 2048)]
    public float slopeRadius;
    int terrainResolution;

    public static float Add(float a, float b)
    {
        float c = a + b;
        return c;
        //計(jì)算高度圖分辨率
    }

? ? 所以在創(chuàng)建高度圖分辨率時(shí)應(yīng)該和地形寬度和長(zhǎng)度進(jìn)行一個(gè)動(dòng)態(tài)改變.

將長(zhǎng)度和寬度相加,并且除以2,已達(dá)到清晰度和兼顧配置的需求.

 void Start()
    {
        terrainResolution = ((int)Add(terrainWidth,terrainLength)/2);
        Random.InitState(seed);
        randomOffsetX = Random.Range(0f, 10000f);
        randomOffsetY = Random.Range(0f, 10000f);

?????????Unity的任何游戲?qū)ο?都有2種坐標(biāo)系,一個(gè)是世界坐標(biāo)系,一個(gè)是本地坐標(biāo)系.如果是3D游戲就是三維坐標(biāo)系,如果是2D游戲就是二維坐標(biāo)系.

? ? ? ? 三維坐標(biāo)系實(shí)在是讓人頭大,它是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)基礎(chǔ)概念.在鏡頭控制系統(tǒng)中是最繞人的,在地形創(chuàng)建中只需要關(guān)注他的世界坐標(biāo)系即可.

 //創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的平面地形,并將其移動(dòng)到(0,0,0)坐標(biāo)
        Vector3 terrainPosition = new Vector3(terrainWidth,terrainHeight,terrainLength);
        TerrainData terrainData = new TerrainData();
        terrainData.heightmapResolution = terrainResolution;
        terrainData.size = terrainPosition;

????????Vector3類型是一個(gè)三維向量結(jié)構(gòu)體,將要?jiǎng)?chuàng)建的地形的長(zhǎng)寬高賦值給它,并在后面將值賦值給創(chuàng)建出的地形對(duì)象.

? ? ? ? TerrainData是Terrain游戲?qū)ο罄锩娴臄?shù)據(jù)對(duì)象,通過(guò)terrainData對(duì)象你才能控制terrain的具體數(shù)據(jù).(長(zhǎng)寬高,位置等等.)

? ? ? ? 而且還可以在游戲中實(shí)時(shí)控制地形.

????????

 GameObject terrainObject = Terrain.CreateTerrainGameObject(terrainData);//創(chuàng)建地形的方法

        float terrainHalfWidth = terrainWidth * 0.5f;
        float terrainHalfLength = terrainLength * 0.5f;

        Vector3 terrainOffset = new Vector3(-terrainHalfWidth, terrainHeight, -terrainHalfLength);
        terrainObject.transform.position += terrainOffset;

? ? ? ? 緊跟著就是創(chuàng)建地形方法.CreateTerrainGameObject();

? ? ? ? 創(chuàng)建出的只是一個(gè)地形對(duì)象,如果不給他設(shè)置任何的數(shù)值,它將是一個(gè)默認(rèn)的大小和位置.

? ? ? ? 生成地形時(shí)是從地形的左下角作為(0,0)的,所以1024*1024的地形將會(huì)在右上角處達(dá)到(1024,1024)坐標(biāo).

? ? ? ? 所以我還加了一個(gè)移動(dòng)地形對(duì)象的操作,將地形中心點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)(0,0)

? ? ? ? 方法就是將地形大小除以2,之后對(duì)先有地形的三維坐標(biāo)進(jìn)行更改.

地形對(duì)象的坐標(biāo)系和其大小始終是一樣的,當(dāng)?shù)匦巫兇髸r(shí),他的坐標(biāo)系也會(huì)跟著變大,所以直接減去地形的長(zhǎng)寬的一半,并將新的位置賦值給地形對(duì)象的.transform.position,就可以實(shí)現(xiàn)將地形中心點(diǎn)移動(dòng)到世界坐標(biāo)系的(0,0)了.

關(guān)于地形貼圖(TerrainTexture2D)

????????地形貼圖支持多貼圖功能,因此只能使用數(shù)組形式來(lái)進(jìn)行賦值,哪怕只有一個(gè)貼圖

        TerrainLayer[] terrainLayers = new TerrainLayer[terrainTexture.Length];//TerrainLayer支持多貼圖功能,因此只能使用數(shù)組形式來(lái)進(jìn)行賦值,哪怕只有一個(gè)貼圖.
        for (int i = 0; i < terrainTexture.Length; i++)
        {
            terrainLayers[i] = new TerrainLayer();
            terrainLayers[i].diffuseTexture = terrainTexture[i];
            terrainLayers[i].tileSize = new Vector2(16, 16);
            terrainLayers[i].tileOffset = new Vector2(0, 0);
            terrainLayers[i].diffuseTexture.wrapMode = TextureWrapMode.Repeat;
            terrainLayers[i].normalMapTexture = null;
            terrainLayers[i].normalScale = 0.0f;
            terrainLayers[i].smoothness = 0.0f;
            terrainLayers[i].metallic = 0.0f;
        }

? ? ? ? ? ?上面代碼接著地形創(chuàng)建.
? ? ? ? 聲明一個(gè)TerrainLayer[]類型的數(shù)組,這個(gè)數(shù)組就是貼圖圖層數(shù)組,他存儲(chǔ)了所有的預(yù)先在unity界面里導(dǎo)入的貼圖.
? ? ? ? 我這里導(dǎo)入了4張貼圖

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? unity 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建terrain,unity,游戲引擎

????????所以會(huì)循環(huán)4次,依次新建地形貼圖圖層對(duì)象,將貼圖賦予地形散射(漫反射)?紋理.

? ? ? ? 設(shè)置貼圖大小,設(shè)置地形層的紋理平鋪偏移量,設(shè)置地形層散射紋理的包裝模式為“重復(fù)”。這意味著當(dāng)紋理在地形表面被平鋪時(shí)，如果紋理范圍超過(guò)地形表面，紋理將在邊界處重復(fù)，從而覆蓋整個(gè)地形表面,將地形層的法線貼圖設(shè)置為 null,設(shè)置地形層的法線縮放值,設(shè)置地形層的光滑度,設(shè)置地形層的金屬度.

terrainData.alphamapResolution = terrainResolution;
        terrainData.terrainLayers = terrainLayers;
        float[,,] splatmapData = new float[terrainData.alphamapResolution, terrainData.alphamapResolution,terrainTexture.Length];

        for (int i = 0; i < terrainData.alphamapResolution; i++)
        {
            for (int j = 0; j < terrainData.alphamapResolution; j++)
            {
                float perlinValue = Mathf.PerlinNoise((float)(i+randomOffsetX) / terrainData.alphamapResolution * perlinScale, (float)(j+randomOffsetY) / terrainData.alphamapResolution * perlinScale);
                if (perlinValue <= perlinThreshold[0])
                {
                    splatmapData[i, j, 0] = 1;
                    splatmapData[i, j, 1] = 0;
                    splatmapData[i, j, 2] = 0;
                    splatmapData[i, j, 3] = 0;
                }
                else if(perlinValue <= perlinThreshold[1])
                {
                    splatmapData[i, j, 0] = 0;
                    splatmapData[i, j, 1] = 1;
                    splatmapData[i, j, 2] = 0;
                    splatmapData[i, j, 3] = 0;
                }
                else if (perlinValue <= perlinThreshold[2])
                {
                    splatmapData[i, j, 0] = 0;
                    splatmapData[i, j, 1] = 0;
                    splatmapData[i, j, 2] = 1;
                    splatmapData[i, j, 3] = 0;
                }
                else
                {
                    splatmapData[i, j, 0] = 0;
                    splatmapData[i, j, 1] = 0;
                    splatmapData[i, j, 2] = 0;
                    splatmapData[i, j, 3] = 1;
                }
            }
        }
        terrainData.SetAlphamaps(0, 0, splatmapData);

? ? ? ? ?接下來(lái)進(jìn)行貼圖混合,I,J的最大值分別取地形高度圖分辨率,perlinThreshold在前面變量聲明時(shí)已經(jīng)定義了一個(gè)固定的值,這里就是將4個(gè)貼圖按25%的比例進(jìn)行權(quán)重分配.

? ? ? ? 循環(huán)內(nèi)部利用柏林噪聲和隨機(jī)值偏移量來(lái)控制,柏林噪聲生成的數(shù)值,使用隨機(jī)值偏移量可以實(shí)現(xiàn)種子功能,在同一種子下,柏林噪聲生成的噪聲形態(tài)將會(huì)一樣.

???????? unity 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建terrain,unity,游戲引擎

? ? ? ? 對(duì)于貼圖交界處,unity會(huì)自動(dòng)混合平滑過(guò)渡,不需要另行編寫代碼.

? ? ? ? 最后,設(shè)置阿爾法maps將這個(gè)三維數(shù)組賦值給剛剛創(chuàng)建的地形上.

關(guān)于地形高度圖(terrainHeightMap)

float[,] circleHeightMap = CreateCircleHeightMap(terrainResolution, centerHeight / terrainHeight, edgeHeight / terrainHeight, slopeRadius);
 terrainData.SetHeights(0, 0, circleHeightMap);//應(yīng)用高度圖

float[,] CreateCircleHeightMap(int resolution, float centerHeight, float edgeHeight, float radius)
    {
        float[,] heightMap = new float[resolution, resolution];
        float halfWidth = terrainWidth * 0.5f;
        float halfLength = terrainLength * 0.5f;
        float maxDistSqr = radius;

        float transitionWidth = Mathf.Min(terrainWidth, terrainLength) * 0.2f;//計(jì)算高度過(guò)渡區(qū)的寬度.
        float transitionEndSqr = maxDistSqr+transitionWidth;//計(jì)算高度過(guò)渡區(qū)結(jié)束點(diǎn).
        float transitionStartSqr = maxDistSqr;


        for (int i = 0; i < resolution; i++)
        {
            for (int j = 0; j < resolution; j++)
            {
                float distX = (i / (float)resolution) * terrainWidth - halfWidth;
                float distY = (j / (float)resolution) * terrainLength - halfLength;
                float distSqr = distX * distX+ distY * distY;
                distSqr = Mathf.Sqrt(distSqr);

                if (distSqr <= transitionStartSqr)
                {
                    heightMap[i, j] = centerHeight;
                }
                else if (distSqr <= transitionEndSqr)
                {
                    float t = (distSqr - transitionStartSqr) / (transitionEndSqr - transitionStartSqr);
                    heightMap[i, j] = Mathf.Lerp(centerHeight, edgeHeight, t);
                }
                else
                {

                    heightMap[i, j] = edgeHeight;
                }
                
            }
        }
        
        return heightMap;
    }

上述代碼定義了一個(gè)從地圖最中心點(diǎn)開(kāi)始,根據(jù)輸入的園的半徑來(lái)獲得一個(gè)高區(qū)平臺(tái),并且在平臺(tái)邊緣會(huì)平滑過(guò)渡到地形的低區(qū).

? ? ? ? 利用平方距離和勾股定理來(lái)確定當(dāng)前的(i,j)點(diǎn)對(duì)于中心點(diǎn)的距離,t系數(shù)是一個(gè)歸一化數(shù)值,負(fù)責(zé)平滑過(guò)渡插值,而平滑過(guò)渡的寬度區(qū)域,則是用transitionWidth的系數(shù)0.2f來(lái)決定的,越大的系數(shù)將會(huì)讓過(guò)渡區(qū)域越寬,因?yàn)槭褂玫氖钦麄€(gè)地形長(zhǎng)寬的最大值,所以基本上在0.5f時(shí)就已經(jīng)能覆蓋整個(gè)地形.

根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)置.

? ? ? ? 下圖為平臺(tái)高度60,地區(qū)高度10,過(guò)渡區(qū)寬度系數(shù)0.2f,所生成的地形.符合預(yù)期.

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