Unity3D 房间去重叠化算法详解
前言
在Unity3D游戏开发中，经常需要生成和处理多个房间的场景，特别是在地牢生成、房屋布局或迷宫设计等应用中。为了确保生成的房间不会重叠，我们需要一种有效的去重叠化算法。以下将详细介绍该算法的原理和代码实现。
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算法原理
房间表示：
每个房间可以表示为一个矩形，其位置和大小由其在世界坐标系中的位置（x, y, z）以及宽度和高度决定。在Unity3D中，通常使用Rect组件或自定义的DungeonCell类来表示房间。
重叠检测：
重叠检测是判断两个房间是否相交的过程。这可以通过比较两个矩形的边界来实现。如果两个矩形的任意一边相交，则它们重叠。
移动房间：
一旦检测到重叠，就需要移动其中一个房间以避免重叠。移动的方向和距离可以根据重叠的严重程度来计算。一种简单的方法是计算两个房间中心点的差值，然后移动重叠的房间，使其中心点沿这个差值方向移动一定距离。
迭代处理：
由于移动一个房间可能会导致它与另一个房间重叠，因此需要迭代处理，直到所有房间都不重叠为止。
代码实现
以下是一个Unity3D中实现房间去重叠化算法的示例代码。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System.Linq;
public class DungeonCell : MonoBehaviour
{
public Rect CellRect { get; private set; }
public Vector3 Position { get; private set; }
public int Width { get; private set; }
public int Height { get; private set; }
public CellType cellType { get; set; }
public enum CellType
{
Normal,
Hall
}
public void CreateCell(int width, int height)
{
Width = width;
Height = height;
Position = transform.position;
CellRect = new Rect(Position.x - Width / 2, Position.z - Height / 2, Width, Height);
}
public void MoveTo(Vector3 position)
{
transform.position = position;
Position = position;
CellRect = new Rect(Position.x - Width / 2, Position.z - Height / 2, Width, Height);
}
public bool Overlap(DungeonCell comparedCell)
{
return CellRect.Overlaps(comparedCell.CellRect);
}
}
public class DungeonMaker : MonoBehaviour
{
public float CellCreationRadius = 150;
public int NumberOfCells = 40;
public int NumberOfHalls = 12;
public List<DungeonCell> cellsList = new List<DungeonCell>();
public int MinWidth = 3;
public int MaxWidth = 8;
public int MinLength = 3;
public int MaxLength = 8;
public float movementForce = 4.0f;
public List<DungeonCell> importantCells = new List<DungeonCell>();
void Start()
{
CreateCells();
SeparateCells();
MarkImportantCell();
}
private void CreateCells()
{
for (int i = 0; i < NumberOfCells; i++)
{
Vector2 Position2D = Random.insideUnitCircle * CellCreationRadius;
GameObject gameObjectPointer = new GameObject("Cell" + i);
DungeonCell cellPointer = gameObjectPointer.AddComponent<DungeonCell>();
cellPointer.CreateCell(Random.Range(MinWidth, MaxWidth + 1), Random.Range(MinLength, MaxLength + 1));
cellPointer.MoveTo(new Vector3(Position2D.x, 0, Position2D.y));
cellsList.Add(cellPointer);
}
}
private void SeparateCells()
{
bool allCellsNotOverlap = false;
while (!allCellsNotOverlap)
{
allCellsNotOverlap = true;
foreach (DungeonCell currentCell in cellsList)
{
Vector3 movementVector = Vector3.zero;
int numberOfOverlaps = 0;
foreach (DungeonCell comparedCell in cellsList)
{
if (currentCell == comparedCell) continue;
if (currentCell.Overlap(comparedCell))
{
movementVector += currentCell.transform.position - comparedCell.transform.position;
numberOfOverlaps++;
}
}
if (numberOfOverlaps != 0)
{
allCellsNotOverlap = false;
if (movementVector.magnitude > 0)
{
movementVector = movementVector.normalized * movementForce;
}
else
{
movementVector = Random.insideUnitCircle.normalized * movementForce;
}
currentCell.MoveTo(currentCell.transform.position + movementVector);
}
}
}
}
private void MarkImportantCell()
{
importantCells = cellsList.OrderByDescending(n => n.CellRect.width * n.CellRect.height).ToList();
for (int i = 0; i < NumberOfHalls; i++)
{
importantCells[i].cellType = DungeonCell.CellType.Hall;
}
}
}
技术详解
DungeonCell 类：
CreateCell 方法用于初始化房间的大小和位置，并计算其Rect边界。
MoveTo 方法用于更新房间的位置，并重新计算其Rect边界。
Overlap 方法用于检测两个房间是否重叠。
DungeonMaker 类：
CreateCells 方法用于随机生成指定数量的房间，并将它们添加到cellsList中。
SeparateCells 方法用于迭代处理房间重叠问题。通过计算重叠房间的移动向量，并将房间移动到新位置来避免重叠。
MarkImportantCell 方法用于根据房间大小将房间标记为重要房间（如大厅），以便后续处理。
通过该算法和代码实现，可以有效地解决Unity3D中房间重叠的问题，并为后续的房间布局和场景生成提供基础。
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