Cách xử lý một Thế giới khối như Minecraft

Tôi muốn viết một game đơn giản với một thế giới khối như trong Minecraft. Câu hỏi lý thuyết của tôi là cách tốt nhất để xử lý thông tin khối này trong khi chơi. Ý tưởng đầu tiên của tôi là một mảng lớn nhưng điều này sẽ khiến tôi hết bộ nhớ. Có lẽ tôi phải chỉ tải các khối gần người chơi.

Làm cách nào tôi có thể xử lý việc tải thông tin khối cần thiết từ một tệp và chỉ giữ những thông tin cần thiết trong bộ nhớ?

Có một vài cách khác nhau để lưu trữ dữ liệu cho một trò chơi với các khối như Minecraft.

Cách tôi tin Minecraft làm điều đó là phá vỡ thế giới trong Chunks 16x16x256. Các đoạn xung quanh người chơi được tải vào bộ nhớ khi người chơi bắt đầu trò chơi, sau đó một luồng nền sẽ tải nhiều hơn khi bạn đi bộ xung quanh. Đây là video cho thấy nó: http://www.youtube.com/watch?v=oR_ZdJH9eho .

Một cách khác để làm điều đó là phá vỡ thế giới thành một Octree. Michael Goodfellow đã viết một blog về việc triển khai một thế giới khối với cấu trúc dữ liệu này: http://www.sea-of-meme.com/LetsCode1/LetsCode1.html . Octree là tốt bởi vì nó cung cấp cho bạn một số nén được tích hợp, nhưng có lẽ sẽ khó hơn một chút để làm việc với một Array.

Về việc giữ "những thứ cần thiết duy nhất trong bộ nhớ?" Điều này khó hơn một chút vì bạn phải hỏi "cần thiết" là gì. Nếu bạn có các NPC sống ở một nơi khác trên thế giới có AI tương tác với môi trường thì bạn "cần" rất nhiều thế giới để có trong bộ nhớ. Dữ liệu thế giới của Voxel có thể nhận được rất lớn rất nhanh, vì vậy tốt nhất bạn nên cố gắng giữ số lượng ít nhất có thể trong bộ nhớ. (IE, chỉ có NPC gần trình phát).

Công cụ đồ họa sẽ "cần" mọi khối không bị bao quanh hoàn toàn bởi các khối không trong suốt khác. Cách thông thường để kết xuất thế giới là xây dựng một lưới duy nhất chứa các đỉnh cho mọi khối có thể nhìn thấy. Việc vẽ này nhanh hơn nhiều vì bạn chỉ thực hiện 1 cuộc gọi đến các phương thức vẽ cho 65.536 khối (trong khối kích thước Minecraft). Vì công cụ đồ họa sẽ cần xây dựng lưới này, nên nó thường cần biết tất cả các hình khối trong một khối. Lưu ý rằng đây là lý do tại sao khi bạn nhìn xuyên qua sàn trong Minecraft, rất nhiều thế giới là vô hình. Điều này là do mọi khối được bao quanh trên tất cả sáu mặt đều bị bỏ qua. Tôi tin rằng Minecraft cũng giảm số lượng đỉnh bằng cách kết hợp các mặt ngang của cùng loại kết cấu vào một hộp với kết cấu lặp lại.

Lời khuyên của tôi sẽ là đi với các khối 16x16x256. Lưu trữ chúng trong một mảng vì bạn sẽ cần lặp lại và chỉnh sửa nhanh do xây dựng logic lưới và trò chơi (phát hiện va chạm, thêm / xóa khối, ect). Sau đó tải càng nhiều khối trong một vòng tròn xung quanh người chơi càng tốt. Quy mô số lượng khối lên hoặc xuống cho máy tính tốt hơn hoặc xấu hơn.

Việc tải Chunks sẽ là một thành công lớn về hiệu suất, vì vậy hãy đặt nó trong một chuỗi chạy theo thời gian. Làm cho nó để bạn hoàn toàn có thể tải 3 Chun mới trong thời gian người chơi phải đi bộ từ đầu này sang đầu kia.

Tôi có thể không có cách tốt nhất để giải thích nó nhưng tôi sẽ thử.

Tôi nghĩ cách tốt nhất để hiểu làm thế nào để nó hiệu quả hơn là hiểu Voxels. Minecraft dựa trên voxel, nó chỉ sử dụng các hình khối thay vì hình cầu, v.v.

Về cơ bản, voxel là hình dạng 3D có thể có âm lượng thay đổi linh hoạt và khi âm lượng thay đổi, hình dạng cũng vậy. Một Chunk là một bộ X của X by X của voxels. Vì vậy, ví dụ, bạn có thể có một đoạn mã có 16x16x16 voxels và sau đó bạn có thể có số lượng khối X. Bạn sẽ có một khoảng cách được đặt, rằng nếu người chơi ở xa N hơn bất kỳ khối nào, đừng đưa chúng vào tính toán của bạn. Điều này tương tự như cắt khoảng cách nhưng cũng cần phải áp dụng cho từng đoạn. Bằng cách này, bạn có thể có nó để bạn luôn có thể có người chơi của mình ở trung tâm Chunk of a, giả sử, bộ 3x3 của Chunks.

Vì vậy, những gì bạn sẽ có là một lớp để xử lý các Voxels riêng lẻ. Chúng tôi sẽ gọi nó là Voxel_cl. Và sau đó, bạn sẽ có một lớp để xử lý khối voxels, được gọi là Chunk_cl. Và sau đó, bạn sẽ có một số lớp thế giới tạo ra tất cả các khối sẽ tạo ra các voxels, được gọi là World_cl.

Vì vậy, bây giờ thay vì một mảng lớn mọi thứ, bạn sẽ có một mảng 9 Chunks bất cứ lúc nào và trong lớp chunk, bạn sẽ có một mảng 4096 voxels.

Xin lưu ý rằng đây là một lời giải thích khá đơn giản. Tôi hiện đang làm việc trên một cái gì đó bằng cách sử dụng voxels vì vậy tôi nghĩ rằng tôi sẽ ném vào đầu vào của mình = -)

Để biết thêm thông tin về voxels, hãy kiểm tra http://en.wikipedia.org/wiki/Marching_cubes

Bạn có thể cố gắng chỉ làm cho các bề mặt hiển thị được hiển thị, máy tính xử lý khối dữ liệu trong nền, trong khi trình kết xuất chỉ hoạt động với những gì bạn nhìn thấy. Các khối 8x8 sẽ dễ dàng hơn để xử lý.