【用unity实现100个游戏之16】Unity程序化生成随机2D地牢游戏1（附项目源码）

先看看最终效果

前言

关于使用TileMap生成随机2D地图，其实之前已经有做过类似的，感兴趣可以看看：
【unity实战】随机地下城生成
【unity小技巧】Unity2D TileMap+柏林噪声生成随机地图

但是随着学习深入，发现之前做的比较粗糙和不够全面，最近又在外网看到一个程序化生成2D地牢的视频，觉得不错，所以写了这一篇学习笔记，记录分享一下。

本项目可能比较长，会分几期来讲，感兴趣的可以关注一下，方便获取后续内容，本期主要是使用随机游走算法生成随机的地牢房间。

随机游走算法

新增

/// <summary>
/// 静态类，包含用于二维环境的程序化生成算法。
/// </summary>
public static class ProceduralGenerationAlgorithms
{/// <summary>/// 在二维空间中生成简单的随机行走路径。/// </summary>/// <param name="startPosition">行走的起始位置。</param>/// <param name="walkLength">行走步数。</param>/// <returns>表示所走路径的 Vector2Int 的 HashSet。</returns>public static HashSet<Vector2Int> SimpleRandomWalk(Vector2Int startPosition, int walkLength){// 创建路径 HashSetHashSet<Vector2Int> path = new HashSet<Vector2Int>();// 将起始位置添加到路径 HashSet 中path.Add(startPosition);// 将当前位置设置为起始位置var previousPosition = startPosition;// 沿着随机方向移动，将每个新位置添加到路径 HashSet 中for (int i = 0; i < walkLength; i++){var newPosition = previousPosition + Direction2D.GetRandomCardinalDirection();path.Add(newPosition);previousPosition = newPosition;}// 返回路径 HashSetreturn path;}
}/// <summary>
/// 静态类，包含二维方向性工具。
/// </summary>
public static class Direction2D
{/// <summary>/// 二维空间中基本方向的列表。/// </summary>public static List<Vector2Int> cardinalDirectionsList = new List<Vector2Int>{new Vector2Int(0,1), //上new Vector2Int(1,0), //右new Vector2Int(0, -1), // 下new Vector2Int(-1, 0) //左};/// <summary>/// 从列表中返回一个随机的基本方向。/// </summary>/// <returns>表示随机基本方向的 Vector2Int。</returns>public static Vector2Int GetRandomCardinalDirection(){return cardinalDirectionsList[UnityEngine.Random.Range(0, cardinalDirectionsList.Count)];}
}

使用随机游走算法

新增SimpleRandomWalkDungeonGenerator， 用于生成简单随机行走地牢的类

/// <summary>
/// 用于生成简单随机行走地牢的类，继承自 MonoBehaviour。
/// </summary>
public class SimpleRandomWalkDungeonGenerator : MonoBehaviour
{[SerializeField, Header("地牢生成的起始位置")]protected Vector2Int startPosition = Vector2Int.zero;[SerializeField, Header("迭代次数")]private int iterations = 10;[SerializeField, Header("每次行走的步数")]public int walkLength = 10;[SerializeField, Header("每次迭代是否随机起始位置")]public bool startRandomlyEachIteration = true;/// <summary>/// 执行程序化生成地牢的方法。/// </summary>public void RunProceduralGeneration(){HashSet<Vector2Int> floorPositions = RunRandomWalk(); // 获取地牢地板坐标集合foreach (var position in floorPositions){Debug.Log(position); // 输出地板坐标信息}}/// <summary>/// 执行随机行走算法生成地牢地板坐标的方法。/// </summary>/// <returns>地牢地板坐标的 HashSet。</returns>protected HashSet<Vector2Int> RunRandomWalk(){var currentPosition = startPosition; // 当前位置初始化为起始位置HashSet<Vector2Int> floorPositions = new HashSet<Vector2Int>(); // 地板坐标的 HashSetfor (int i = 0; i < iterations; i++){var path = ProceduralGenerationAlgorithms.SimpleRandomWalk(currentPosition, walkLength); // 生成随机行走路径floorPositions.UnionWith(path); // 将路径添加到地板坐标集合中if (startRandomlyEachIteration){currentPosition = floorPositions.ElementAt(Random.Range(0, floorPositions.Count)); // 如果需要每次迭代随机起始位置，则随机选择一个已生成的位置}}return floorPositions; // 返回地板坐标集合}
}

挂载脚本

配置点击事件

效果

添加地板瓦片

1. 新增TilemapVisualizer，用于可视化地图

/// <summary>
/// 用于可视化地图的 TilemapVisualizer 类，继承自 MonoBehaviour。
/// </summary>
public class TilemapVisualizer : MonoBehaviour
{[SerializeField]private Tilemap floorTilemap; // 地板瓦片地图[SerializeField]private TileBase floorTile; // 地板瓦片/// <summary>/// 绘制地板瓦片的方法。/// </summary>/// <param name="floorPositions">地板位置的坐标集合。</param>public void PaintFloorTiles(IEnumerable<Vector2Int> floorPositions){PaintTiles(floorPositions, floorTilemap, floorTile);}/// <summary>/// 绘制瓦片的方法。/// </summary>/// <param name="positions">瓦片位置的坐标集合。</param>/// <param name="tilemap">瓦片地图。</param>/// <param name="tile">要绘制的瓦片。</param>private void PaintTiles(IEnumerable<Vector2Int> positions, Tilemap tilemap, TileBase tile){foreach (var position in positions){PaintSingleTile(tilemap, tile, position);}}/// <summary>/// 绘制单个瓦片的方法。/// </summary>/// <param name="tilemap">瓦片地图。</param>/// <param name="tile">要绘制的瓦片。</param>/// <param name="position">瓦片的位置坐标。</param>private void PaintSingleTile(Tilemap tilemap, TileBase tile, Vector2Int position){var tilePosition = tilemap.WorldToCell((Vector3Int)position); // 将位置坐标转换为瓦片地图上的单元格坐标tilemap.SetTile(tilePosition, tile); // 在指定位置绘制瓦片}//  清空瓦片地图public void Clear(){floorTilemap.ClearAllTiles();}
}

修改SimpleRandomWalkDungeonGenerator，执行程序化生成地牢的方法

[SerializeField]
private TilemapVisualizer tilemapVisualizer;/// <summary>
/// 执行程序化生成地牢的方法。
/// </summary>
public void RunProceduralGeneration()
{HashSet<Vector2Int> floorPositions = RunRandomWalk(); // 获取地牢地板坐标集合tilemapVisualizer.Clear();//  清空瓦片地图tilemapVisualizer.PaintFloorTiles(floorPositions);
}

2. 瓦片素材

https://pixel-poem.itch.io/dungeon-assetpuck

挂载脚本，配置参数

效果

不运行执行程序化生成地牢方法

每次测试都要运行程序再执行生成地图，非常的麻烦，我们可以实现不运行也可以执行程序化生成地牢的方法

1. 先简单重构代码

新增AbstractDungeonGenerator，定义抽象地牢生成器的基类

/// <summary>
/// 抽象地牢生成器的基类，继承自 MonoBehaviour。
/// </summary>
public abstract class AbstractDungeonGenerator : MonoBehaviour
{[SerializeField, Header("瓦片可视化器")]protected TilemapVisualizer tilemapVisualizer = null;[SerializeField, Header("地牢生成的起始位置")]protected Vector2Int startPosition = Vector2Int.zero;/// <summary>/// 生成地牢的方法。/// </summary>public void GenerateDungeon(){tilemapVisualizer.Clear(); // 清空瓦片可视化器RunProceduralGeneration(); // 执行程序化生成}/// <summary>/// 执行程序化生成地牢的抽象方法，需要在子类中实现具体逻辑。/// </summary>protected abstract void RunProceduralGeneration();
}

修改SimpleRandomWalkDungeonGenerator

public class SimpleRandomWalkDungeonGenerator : AbstractDungeonGenerator
{//。。。// [SerializeField, Header("地牢生成的起始位置")]// protected Vector2Int startPosition = Vector2Int.zero;// [SerializeField]// private TilemapVisualizer tilemapVisualizer;/// <summary>/// 执行程序化生成地牢的方法。/// </summary>protected override void RunProceduralGeneration(){HashSet<Vector2Int> floorPositions = RunRandomWalk(); // 获取地牢地板坐标集合tilemapVisualizer.Clear();tilemapVisualizer.PaintFloorTiles(floorPositions);}//。。。
}

修改点击事件

运行测试，一切正常

2. 新增Editor脚本RandomDungeonGeneratorEditor

/// <summary>
/// 自定义编辑器类，用于 RandomDungeonGenerator。
/// </summary>
[CustomEditor(typeof(AbstractDungeonGenerator), true)]
public class RandomDungeonGeneratorEditor : Editor
{private AbstractDungeonGenerator generator; // 地牢生成器对象private void Awake(){generator = (AbstractDungeonGenerator)target; // 获取目标对象并转换为地牢生成器类型}/// <summary>/// 在 Inspector 窗口中绘制自定义的 GUI。/// </summary>public override void OnInspectorGUI(){base.OnInspectorGUI(); // 绘制基类的默认 Inspector 界面if (GUILayout.Button("Create Dungeon")) // 创建地牢的按钮{generator.GenerateDungeon(); // 调用地牢生成器的方法生成地牢}}
}

效果

将参数保存到可编辑脚本对象（ScriptableObject）

1. 定义简单随机行走数据的 ScriptableObject 类

新增SimpleRandomWalkSO

/// <summary>
/// 简单随机行走数据的 ScriptableObject 类。
/// </summary>
[CreateAssetMenu(fileName = "SimpleRandomWalkParameters_", menuName = "PCG/SimpleRandomWalkData")]
public class SimpleRandomWalkSO : ScriptableObject
{[Header("迭代次数")]public int iterations = 10;[Header("每次行走的步数")]public int walkLength = 10;[Header("每次迭代是否随机起点")]public bool startRandomlyEachIteration = true;
}

2. 配置不同的地形参数

配置不同的参数

3. 调用

修改SimpleRandomWalkDungeonGenerator，调用前面定义的参数

[SerializeField]
private SimpleRandomWalkSO  randomWalkParameters;

4. 效果

大地牢

小地牢

岛

生成墙壁

新增WallGenerator，墙体生成器的静态类

/// <summary>
/// 墙体生成器的静态类。
/// </summary>
public static class WallGenerator
{/// <summary>/// 创建墙体的方法。/// </summary>/// <param name="floorPositions">地板位置的集合</param>/// <param name="tilemapVisualizer">瓦片可视化器</param>public static void CreateWalls(HashSet<Vector2Int> floorPositions, TilemapVisualizer tilemapVisualizer){var basicWallPositions = FindWallsInDirections(floorPositions, Direction2D.cardinalDirectionsList);// 在每个墙体位置上绘制基本墙体foreach (var position in basicWallPositions){tilemapVisualizer.PaintSingleBasicWall(position);}}/// <summary>/// 在指定方向上查找墙体的方法。/// </summary>/// <param name="floorPositions">地板位置的集合</param>/// <param name="directionList">方向列表</param>/// <returns>墙体位置的集合</returns>private static HashSet<Vector2Int> FindWallsInDirections(HashSet<Vector2Int> floorPositions, List<Vector2Int> directionList){HashSet<Vector2Int> wallPositions = new HashSet<Vector2Int>();foreach (var position in floorPositions){foreach (var direction in directionList){var neighbourPosition = position + direction;// 如果邻居位置不在地板位置集合中，则认为是墙体位置if (!floorPositions.Contains(neighbourPosition)){wallPositions.Add(neighbourPosition);}}}return wallPositions;}
}

修改TilemapVisualizer

[SerializeField, Header("墙壁瓦片地图")]
private Tilemap wallTilemap;
[SerializeField, Header("墙壁瓦片")]
private TileBase wallTop;//绘制墙壁瓦片的方法
internal void PaintSingleBasicWall(Vector2Int position)
{PaintSingleTile(wallTilemap, wallTop, position);
}

修改SimpleRandomWalkDungeonGenerator

/// <summary>
/// 执行程序化生成地牢的方法。
/// </summary>
protected override void RunProceduralGeneration()
{HashSet<Vector2Int> floorPositions = RunRandomWalk(); // 获取地牢地板坐标集合tilemapVisualizer.PaintFloorTiles(floorPositions);//绘制地板瓦片WallGenerator.CreateWalls(floorPositions, tilemapVisualizer);//创建墙体
}//  清空瓦片地图
public void Clear()
{floorTilemap.ClearAllTiles();wallTilemap.ClearAllTiles();
}

配置参数

效果

补充

想要优化墙壁的显示，可以选择使用rule tile绘制墙壁内容，不懂得可以看我这篇文章，写的比较详细：【Unity小技巧】Unity2D TileMap的探究

还不懂的也可以看我后面的文章，后面会讲到

源码

源码会放在本项目最后一篇

完结

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好了，我是向宇，https://xiangyu.blog.csdn.net

一位在小公司默默奋斗的开发者，出于兴趣爱好，于是最近才开始自习unity。如果你遇到任何问题，也欢迎你评论私信找我， 虽然有些问题我可能也不一定会，但是我会查阅各方资料，争取给出最好的建议，希望可以帮助更多想学编程的人，共勉~