Làm cách nào để đặt ngẫu nhiên các thực thể không trùng nhau?

Tôi đang tạo một môi trường được tạo ngẫu nhiên cho một trò chơi tôi đang phát triển. Tôi đang sử dụng OpenGLvà mã hóa trong Java.

Tôi đang cố gắng đặt ngẫu nhiên các cây trong thế giới của mình (để tạo một khu rừng), nhưng tôi không muốn các mô hình chồng lên nhau (điều này xảy ra khi hai cây được đặt quá gần nhau). Đây là hình ảnh về những gì tôi đang nói về:

Tôi có thể cung cấp thêm mã nếu cần thiết, nhưng đây là đoạn trích cần thiết. Tôi đang lưu trữ các đối tượng của tôi trong một ArrayListvới List<Entity> entities = new ArrayList<Entity>();. Tôi sau đó thêm vào danh sách đó bằng cách sử dụng:

Random random = new Random();
for (int i = 0; i < 500; i++) {
    entities.add(new Entity(tree, new Vector3f(random.nextFloat() * 800 - 400, 
    0, random.nextFloat() * -600), 0, random.nextFloat() * 360, 0, 3, 3, 3);
}

trong đó mỗi Entitycái theo cú pháp sau:

new Entity(modelName, positionVector(x, y, z), rotX, rotY, rotZ, scaleX, scaleY, scaleZ);

rotXlà góc quay dọc theo trục x và scaleXlà tỷ lệ theo hướng x, v.v.

Bạn có thể thấy rằng tôi đang đặt các cây này một cách ngẫu nhiên random.nextFloat()cho các vị trí xvà zvị trí, và giới hạn phạm vi để các cây sẽ xuất hiện ở vị trí mong muốn. Tuy nhiên, tôi muốn bằng cách nào đó kiểm soát các vị trí này, để nếu nó cố gắng đặt một cây quá gần với cây được đặt trước đó, nó sẽ tính toán lại một vị trí ngẫu nhiên mới. Tôi đã nghĩ rằng mỗi cây Entitycó thể có một trường khác, chẳng hạn như treeTrunkGirth, và nếu một cây được đặt ở khoảng cách giữa vị trí của cây khác và nó treeTrunkGirth, thì nó sẽ tính toán lại một vị trí mới. Có cách nào để hoàn thành nó không?

Tôi rất vui khi thêm nhiều đoạn mã và chi tiết khi cần thiết.

Một Poisson-Disk lấy mẫu phân phối sẽ cho phép bạn chọn điểm ngẫu nhiên khoảng cách tối thiểu ngoài. Tình huống của bạn tương tự như câu hỏi này , nhưng vì cây của bạn không được lý tưởng hóa nên bạn cần thay đổi kiểm tra khoảng cách như sau: khoảng cách giữa một cây mới tiềm năng và một cây hiện có, phải nhỏ hơn tổng bán kính của chúng .

Thuật toán của Bridson có thể giải quyết vấn đề một cách hiệu quả trong O (n), nhưng có thể hơi khó khăn để điều chỉnh nó cho các khoảng cách khác nhau. Nếu các thông số của bạn ở mức thấp & / hoặc bạn đang tính toán trước địa hình của mình, một giải pháp vũ lực cũng có thể phục vụ bạn. Dưới đây là một số mã mẫu có thể giải quyết vấn đề bằng cách kiểm tra mọi vị trí cây mới tiềm năng đối với tất cả các cây được đặt trước đó:

public static class SimpleTree{
    float x;
    float z;
    float r;

    public SimpleTree(Random rng, float xMax, float zMax, float rMin, float rMax){
        x = rng.nextFloat() * xMax;
        z = rng.nextFloat() * zMax;
        r = rng.nextFloat() * (rMax-rMin) + rMin;
    }
}

private static ArrayList<SimpleTree> buildTreeList(float xMax, float zMax, 
        float rMin, float rMax, int maxAttempts, Random rng) {
    ArrayList<SimpleTree> result = new ArrayList<>();

    SimpleTree currentTree = new SimpleTree(rng, xMax, zMax, rMin, rMax);
    result.add(currentTree);

    boolean done = false;
    while(!done){
        int attemptCount = 0;
        boolean placedTree = false;
        Point nextPoint = new Point();
        SimpleTree nextTree = null;
        while(attemptCount < maxAttempts && !placedTree){
            attemptCount++;
            nextTree = new SimpleTree(rng, xMax, zMax, rMin, rMax);
            if(!tooClose(nextTree, result)){
                placedTree = true;
            }
        }
        if(placedTree){
            result.add(nextTree);
        }
        else{
            done = true;
        }
    }

    return result;
}

private static boolean tooClose(SimpleTree tree, ArrayList<SimpleTree> treeList) {
    for(SimpleTree otherTree : treeList) {
        float xDiff = tree.x - otherTree.x;
        float zDiff = tree.z - otherTree.z;

        float dist = (float)Math.sqrt((xDiff * xDiff) + (zDiff * zDiff));
        if(dist < tree.r + otherTree.r){
            return true;
        }
    }        
    return false;
}

Với các thông số sau:

 maxAttempts = 500;
 width = 300;
 height = 200;
 minSize = 2;
 maxSize = 15;

Tôi đã có thể đặt ngẫu nhiên & kết xuất giữa 400-450 cây trong một giây. Đây là một ví dụ: