Autómatas celulares avanzados para generar cuevas


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Estoy tratando de hacer cuevas en Unity. Para hacer esto, estoy tratando de usar autómatas celulares. Encontré lo siguiente ( Rouge Basin Cellular Automata for Caves ) que se parece a lo que estoy tratando de lograr.

Sin embargo, el tutorial no es del todo lo que quiero. Quiero algo como lo que produce este sitio web ( Don Jon Caves ) con el ajuste "cavernoso" (ver imagen a continuación).ingrese la descripción de la imagen aquí

Como puede ver en la imagen, todo está conectado. He probado numerosos métodos y bibliotecas, sin embargo, nada ha funcionado.

He estado luchando con este problema por un tiempo, y agradecería cualquier orientación que sea.

Gracias

Respuestas:


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No estoy seguro del enfoque utilizado en el ejemplo que muestra, pero así es como probablemente crearía algo similar ...

Primero, cree un gráfico de red no dirigido, algo como esto ...

Gráfico de red no dirigido

Lo generaría a partir de un conjunto de nodos colocados al azar, incluido al menos uno que represente la entrada / salida de su cueva.

Ahora que tiene este gráfico, imagine si primero abriera un conjunto de pasajes a lo largo de cada vértice, solo pasajes rectos simples, no irregulares.

Ahora básicamente tienes una cueva, pero con paredes muy lisas. Se vería algo así en el gráfico anterior ...

Líneas de la cueva

Entonces, lo que hay que hacer es tomar esas paredes y "erosionarlas" para crear paredes irregulares e irregulares. Tomando el ejemplo aquí, esto es lo que podrías obtener ...

Cueva erosionada

Y si en el proceso, entras en otra sala, entonces no hay problema: ¡acabas de crear una nueva caverna!

La imagen del gráfico original es de http://mathinsight.org/undirected_graph_definition


Es bastante fácil colocar los nodos al azar, pero ¿qué tipo de métrica se utiliza para conectarlos? ¿Las personas suelen elegir n nodos? ¿O tal vez tienen que estar juntos juntos?
Kyle Baran

Si necesita una distribución semi-regular, comience con una cuadrícula perfecta, luego aleatorice las posiciones de nodo +/- cierta distancia. Si eso no es suficiente, agregue algunas excepciones aleatorias que duplican la distancia aleatoria. Puede agregar un grosor aleatorio a las líneas de conexión utilizando una textura de nube de plasma para elegir el grosor de una manera aparentemente orgánica.
Stephane Hockenhull

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Conectar los nodos es otro problema separado. Aquí hay una pregunta que lo discute -> Mathica.stackexchange.com/questions/11962/… Incluso si las líneas se cruzan, el método sigue siendo válido.
Tim Holt

Realmente se reduce a los requisitos. Si está de acuerdo con lo que sea, puede hacerlo de manera bastante simple. Si desea un enfoque complicado, incluso puede calcular un árbol de expansión mínimo y hacer que los corredores terminen si chocan con otro corredor (hice algo similar en un roguelike Ruby que escribí una vez).
cenizas999 01 de

Generaría este gráfico como una hoja de ruta probabalística . Comience creando un conjunto de "obstáculos" que se consideran intransitables. Esto se puede hacer usando Perlin Noise. Luego, coloque N nodos al azar y de manera uniforme en el espacio libre. Conecte cada nodo a sus K nodos más cercanos de modo que la conexión esté en espacio libre. Es probable que el resultado esté conectado y se verá muy orgánico.
mklingen 01 de

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Una forma de hacerlo es agrupar todas las cuevas con un conjunto disjunto y luego eliminar todas menos las más grandes

using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using UnityEngine;
public class DisjointSet
{
    private List<int> _parent;
    private List<int> _rank;
    public DisjointSet(int count)
    {
        _parent = Enumerable.Range(0, count).ToList();
        _rank = Enumerable.Repeat(0, count).ToList();
    }
    public int Find(int i)
    {
        if (_parent[i] == i)
            return i;
        else
        {
            int result = Find(_parent[i]);
            _parent[i] = result;
            return result;
        }
    }
    public void Union(int i, int j)
    {
        int fi = Find(i);
        int fj = Find(j);
        int ri = _rank[fi];
        int rj = _rank[fj];
        if (fi == fj) return;
        if (ri < rj)
            _parent[fi] = fj;
        else if (rj < ri)
            _parent[fj] = fi;
        else
        {
            _parent[fj] = fi;
            _rank[fi]++;
        }
    }
    public Dictionary<int, List<int>> Split(List<bool> list)
    {
        var groups = new Dictionary<int, List<int>>();
        for (int i = 0; i < _parent.Count; i++)
        {
            Vector2 p = PathFinder.Instance.TilePosition(i);
            if (PathFinder.Instance.InsideEdge(p) && list[i])
            {
                int root = Find(i);
                if (!groups.ContainsKey(root))
                {
                    groups.Add(root, new List<int>());
                }
                groups[root].Add(i);
            }
        }
        return groups;
    }
}

Aquí es donde creo mi lista de celulares y, a veces, elimino los pequeños. A veces combino varias listas y también uso estas listas para generar y delinear cuerpos de agua y flora (parches de árboles, flores, hierba) y niebla.

private List<bool> GetCellularList(int steps, float chance, int birth, int death)
{
    int count = _width * _height;
    List<bool> list = Enumerable.Repeat(false, count).ToList();
    for (int y = 0; y < _height; y++)
    {
        for (int x = 0; x < _width; x++)
        {
            Vector2 p = new Vector2(x, y);
            int index = PathFinder.Instance.TileIndex(p);
            list[index] = Utility.RandomPercent(chance);
        }
    }
    for (int i = 0; i < steps; i++)
    {
        var temp = Enumerable.Repeat(false, count).ToList();
        for (int y = 0; y < _height; y++)
        {
            for (int x = 0; x < _width; x++)
            {
                Vector2 p = new Vector2(x, y);
                int index = PathFinder.Instance.TileIndex(p);
                if (index == -1) Debug.Log(index);
                int adjacent = GetAdjacentCount(list, p);
                bool set = list[index];
                if (set)
                {
                    if (adjacent < death)
                        set = false;
                }
                else
                {
                    if (adjacent > birth)
                        set = true;
                }
                temp[index] = set;
            }
        }
        list = temp;
    }
    if ((steps > 0) && Utility.RandomBool())
        RemoveSmall(list);
    return list;
}

Aquí está el código que elimina los grupos pequeños de la lista

private void UnionAdjacent(DisjointSet disjoint, List<bool> list, Vector2 p)
{
    for (int y = -1; y <= 1; y++)
    {
        for (int x = -1; x <= 1; x++)
        {
            if (!((x == 0) && (y == 0)))
            {
                Vector2 point = new Vector2(p.x + x, p.y + y);
                if (PathFinder.Instance.InsideEdge(point))
                {
                    int index = PathFinder.Instance.TileIndex(point);
                    if (list[index])
                    {
                        int index0 = PathFinder.Instance.TileIndex(p);
                        int root0 = disjoint.Find(index0);
                        int index1 = PathFinder.Instance.TileIndex(point);
                        int root1 = disjoint.Find(index1);
                        if (root0 != root1)
                        {
                            disjoint.Union(root0, root1);
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}
private DisjointSet DisjointSetup(List<bool> list)
{
    DisjointSet disjoint = new DisjointSet(_width * _height);
    for (int y = 0; y < _height; y++)
    {
        for (int x = 0; x < _width; x++)
        {
            Vector2 p = new Vector2(x, y);
            if (PathFinder.Instance.InsideEdge(p))
            {
                int index = PathFinder.Instance.TileIndex(p);
                if (list[index])
                {
                    UnionAdjacent(disjoint, list, p);
                }
            }
        }
    }
    return disjoint;
}
private void RemoveSmallGroups(List<bool> list, Dictionary<int, List<int>> groups)
{
    int biggest = 0;
    int biggestKey = 0;
    foreach (var group in groups)
    {
        if (group.Value.Count > biggest)
        {
            biggest = group.Value.Count;
            biggestKey = group.Key;
        }
    }
    var remove = new List<int>();
    foreach (var group in groups)
    {
        if (group.Key != biggestKey)
        {
            remove.Add(group.Key);
        }
    }
    foreach (var key in remove)
    {
        FillGroup(list, groups[key]);
        groups.Remove(key);
    }
}
private void FillGroup(List<bool> list, List<int> group)
{
    foreach (int index in group)
    {
        list[index] = false;
    }
}
private void RemoveSmall(List<bool> list)
{
    DisjointSet disjoint = DisjointSetup(list);
    Dictionary<int, List<int>> groups = disjoint.Split(list);
    RemoveSmallGroups(list, groups);
}
private bool IsGroupEdge(List<bool> list, Vector2 p)
{
    bool edge = false;
    for (int y = -1; y <= 1; y++)
    {
        for (int x = -1; x <= 1; x++)
        {
            if (!((x == 0) && (y == 0)))
            {
                Vector2 point = new Vector2(p.x + x, p.y + y);
                if (PathFinder.Instance.InsideMap(point))
                {
                    int index = PathFinder.Instance.TileIndex(point);
                    if (!list[index])
                    {
                        edge = true;
                    }
                }
            }
        }
    }
    return edge;
}

o si no quitas pequeños, solo pon tus cosas en la cueva más grande

private List<int> Biggest(List<bool> list)
{
    DisjointSet disjoint = DisjointSetup(list);
    Dictionary<int, List<int>> groups = disjoint.Split(list);
    RemoveSmallGroups(list, groups);
    IEnumerator<List<int>> enumerator = groups.Values.GetEnumerator();
    enumerator.MoveNext();
    List<int> group = enumerator.Current;
    return group;
}

...

public int TileIndex(int x, int y)
{
    return y * Generator.Instance.Width + x;
}
public Vector2 TilePosition(int index)
{
    float y = index / Generator.Instance.Width;
    float x = index - Generator.Instance.Width * y;
    return new Vector2(x, y);
}
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