Як генерувати печери, схожі на ті, що у Minecraft?

Я деякий час працюю над 3D-процедурним світом і хочу почати додавати печерні системи. В даний час я використовую 2D / 3D Perlin шум для генерації місцевості в поєднанні з маршовими кубиками для більш гладкої місцевості. Я просто заїдаюся, коли йдеться про довгі печери, що з'єднуються між собою.

Я сподіваюся отримати щось більше, як печерні системи Minecraft. Вони, здається, дуже пов’язані між собою, відводяться навмання майже в будь-якому напрямку, і майже будь-яка точка печери мала б досить круговий вигляд з досить рівним радіусом на всьому протязі (не найкраща редакція, але не зовсім впевнений, як інакше це поставити) .

Найбільшою проблемою для створення печер, як я хочу, є те, що я хочу генерувати світ на льоту. Наразі світ генерується шматочком, починаючи з гравця, і звідти він генерує назовні. Я НЕ хотів би генерувати будь-який світ і потім викопати печери, використовуючи мандрівний зразок, стільникові автомати та ін.

Чи є якісь відомі алгоритми, які можна використовувати для цього? Якщо так, чи хоче хтось поділитися тим, як вони роблять щось подібне? Я дуже вдячний за будь-яку допомогу.

Хороший приклад:

Печери Майнкрафта породжуються методом "перлінових червів". Генератор зміюється по місцевості і проганяє тунель. Minecraft не використовує 3D-перлін-шум для створення печер, оскільки він має тенденцію залишати непоєднані кишені в місцевості. Печери Minecraft не створюються через 3d Perlin-шум з дуже ранніх версій Alpha.

Ось печери в Gnomescroll, породжені методом "перлінового хробака".

Це лібеоз "Перлінові хробаки" з підручника з лібноїзу. Техніка ретельно відтворює печери, сформовані в Minecraft.

Параметри змія впливають на якість печерної системи і визначають, наскільки вертикальні печери і як швидко вони змінюють напрямок. Печери в гілках шахти і радіус печерного тунелю змінюються по довжині печер.

Minecraft генерує печери на шматках. Необхідний підхід складний, і ніхто ще не має ідеально зворотного проектування печерного генератора Minecraft, незважаючи на інтерес серверних модерів.

Найбільш вірогідний підхід породжує шматки печери, що зміяються, коли нескінченна карта генерується і розширюється назовні. Печери на нинішньому фрагменті - це функції насіння печери на найближчих N шматках для деякого N. Використовуючи генератор випадкових чисел, який є функцією координат фрагмента для висівання печер, можна обчислити печери на поточному відрізку для нескінченна карта, лише оцінюючи шматки в межах кінцевого радіуса.

Я б створив хмару точок всередині областей, де місцевість тверда - ви можете експериментувати з різною щільністю. Тоді я використовував би такий алгоритм, як мінімальне дерево, що охоплює, щоб з'єднати всі точки - це забезпечить доступ до кожної області. Потім просто намалюйте великі порожнисті (складені з повітря) ділянки від вузла до вузла (тобто товста лінія вокселів).

Випуск журналу Game Developer Magazine у ​​квітні 2011 року детально розглядає це питання з ітераційними шумовими функціями Perlin - див. Статтю Творця світів, починаючи з сторінки 21.

Використовуйте функцію шуму, щоб призначити значення для кожного шматка, щоб визначити, чи є в ньому тунелі чи ні, а потім використовуйте їх, щоб визначити, де розмістити печери. Якщо ви хочете тунелів, просто використовуйте більше функцій шуму (з різними насінням) і використовуйте їх значення, щоб визначити, чи є тунелі. Після цього використовуйте звичайні функції "малювання" для створення тунелів. Щоб зробити все більш реалістичним, використовуйте більше шуму, щоб зробити випадкове переміщення для точок початку зазначених печер / тунелів.

Якщо ви не хочете використовувати кілька функцій шуму, ви можете зондувати на більших відстанях - наприклад, замість того, щоб робити шум 3d (2,2,2) для шматка при (2,2,2) робити шум3d (2,2, 16) і використовуйте (2,2,16) для одного значення, (2,2,17) для другого значення і т. Д. .... тоді просто налаштуйте свою частоту відповідно, щоб або зробити всі значення незалежними, або співвіднести в коротких масштабах.

Щоб змінити щільність печери в усьому світі, використовуйте іншу функцію нижчої частоти, яка впливатиме на ці значення.

Якщо це призведе до брудних печер, просто збільште відстань згаданих взаємопов’язаних точок або іншим чином налаштуйте алгоритм.

Я не впевнений, чи може Minecraft робити печери подібними (хоча, я думаю, це є), але це рішення повинно дати задовільні результати.

Хоча більшість печер, таких, як описано вище, використовують черв'яка Перліна , деякі люди вважають за краще це робити вручну. Таким чином вони можуть зробити це так, як вони хочуть, щоб він саме блокував для блоку. Печера, виготовлена ​​за допомогою хробака Перліна, може бути неточною і може зробити печеру лише висотою 5 футів і шириною 6 футів, це може бути неточно, оскільки ви можете зробити це висотою 10 футів і шириною 15 футів.