Minecraft люди воспринимают по-разному. Для сообщества это детский сад, для игровой индустрии - феномен, простой и гениальный. Господин Нотч необычайно умен и сотворил технически шедевральную игру, о внутренностях которой я хочу поведать.
В начале я расскажу о некоторых интересностях генерации игрового мира, чем вызваны и как связаны, а потом опишу непосредственно принцип генерации.
Этот псевдо-рандом используется в огромном количестве игр и эту статью можно считать отправной точкой в мир неслучайных случайностей.
Интересности
Начнем пожалуй с того, что количество вариаций игрового мира не бесконечно, всего 281 триллион вариантов, 281 триллион возможных "seedов", которые можно указать при генерации карты.
Майнкрафт даже спидранят, для этого раннер просто тренирует и отрабатывает стратегию в определенном мире, а на начало рана вводит его "зерно" - буквенное или численное значение.
Ограниченность связана с количеством переменных, что задаются при генерации непосредственно мира, но об этом ниже.
Сам мир тоже не бесконечен, технически. Если вы потратите 2 года реального времени и добежите до координат более 15 миллионов блоков от центра (но все предпочитают телепортироваться), то наткнетесь на так называемые "Далекие земли" :
Связано это с тем, что значение переменной, отвечающей за "границы" игрового мира для генератора, становится больше положенного и старые элементы накладываются поверх новых.
Непосредственно генерация
Начать стоит с того, что мир генерируется не по блоку, существуют так называемые чанки площадью 16 на 16 блоков площади и 256 блоков в высоту, вот как они выглядят :
Прорисовываются и генерируются они на достаточно большой площади от игрока, всё зависит от настройки дальности. Прошу заметить, что блоков в чанке 65 536, такое количество элементов способно содержать в себе 16-битная переменная, отвечающая за свой чанк. Верно полагать каждому блоку полагается координата и его айди, для движка воздух тоже имеет айди, наверно равен он нулю.
Сама геометрия генерируется с помощью шума Перлина. Крайне занятная вещь, которую в майнкрафте применили почти везде. Шум Перлина представляет из себя процедурно-генерируемую псевдо-рандомную черно-белую текстуру :
Похоже на дым, а в шутерах используется для генерации эффектов дыма, но мы сейчас о майнкрафте. Вообще стандартная восьмибитная палитра содержит в себе 255 градиентов, что между белым и черным, однако из шума Перлина обычно берут 100 значений - от 0 до 1.
Можно использовать получившуюся текстуру для генерации высот карты, здесь можно уловить связь - самый черный цвет имеет значение 255 в палитре, напомнить высоту игрового мира? 256! Однако алгоритм оптимизирован и не позволит сгенерированной горе вырасти так высоко.
Из текстуры точечно берутся значения цвета пикселей и соотносятся к блоку на карте, в случае с картой высот - видом сверху. Это пример двухмерного использования шума, но есть трехмерный и даже четырехмерный!
Программисты любят баловаться с шумом Перлина, я говорил о карте высот, взгляньте :
Изначально шум получается уж очень резким и карта может выглядеть вот так :
Однако методами линейной интерполяции, один столб образует вокруг себя гору, а глубочайший блок - озеро, так как значения высоты усредняются в зависимости от соседних блоков.
Можно всё же не усреднять, а объединять. Спавним деревенщину шумом Перлина - многовато в одном месте? Стянуть всех сюда и воткнуть город.
Это будет не сглаживание, а наоборот, группировка или уплотнение.
Так же можно нарастить лес.
Возможности использования шума Перлина и математики в целом воистину безграничны, в дальнейшем я расскажу о алгоритмах
псевдо-рандома и где еще пригодился Перлин и его шум.
Соседние статьи :
Сколько стоит создать игру
Как работают читы
Как сломали S.T.A.L.K.E.R.
