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Golang + Phaser3 = MMORPG - Hacemos la base para la generación interminable del mundo

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Es difícil encontrar la información correcta sobre los recursos en idioma ruso, tal vez este material le permitirá comprender algunos de los conceptos básicos para crear juegos multijugador y más. Planeo hacer una serie de artículos sobre la creación de 2.5D MMORPG, es decir, en isometría, nuestro mundo se dividirá en fragmentos generados por procedimientos que consisten en títulos. El servidor se escribirá en el lenguaje Golang, que me parece perfectamente adecuado para esto, la parte del cliente estará en JavaScript usando el marco - Phaser.js

Crea una generación mundial


Y así, en este artículo escribiremos un generador de fragmentos para MMO en Golang, no consideraremos Phaser por ahora. Para la generación de procedimientos, necesitamos una función de ruido, utilizaremos el ruido Perlin , le recomiendo que lea este artículo y reescriba el código de Go o tome mi versión.

Perlin.go
package PerlinNoise

import (
	"math"
	"math/rand"
)

func Noise(x, y float32) float32 {
	//Coordinate left and top vertex square
	left := float32(math.Floor(float64(x)))
	top := float32(math.Floor(float64(y)))

	//Local coordinate
	localPoinX := x - left
	localPoiny := y - top

	topLeft := getRandomVector(left, top)
	topRight := getRandomVector(left+1, top)
	bottomLeft := getRandomVector(left, top+1)
	bottomRight := getRandomVector(left+1, top+1)
	//      
	DtopLeft := []float32{localPoinX, localPoiny}
	DtopRight := []float32{localPoinX - 1, localPoiny}
	DbottomLeft := []float32{localPoinX, localPoiny - 1}
	DbottomRight := []float32{localPoinX - 1, localPoiny - 1}

	// 
	tx1 := dot(DtopLeft, topLeft)
	tx2 := dot(DtopRight, topRight)
	bx1 := dot(DbottomLeft, bottomLeft)
	bx2 := dot(DbottomRight, bottomRight)

	//  
	pointX := curve(localPoinX)
	pointY := curve(localPoiny)

	//

	tx := lerp(tx1, tx2, pointX)
	bx := lerp(bx1, bx2, pointX)
	tb := lerp(tx, bx, pointY)
	return tb

}
func getRandomVector(x, y float32) []float32 {
	rand.Seed(int64(x * y))
	v := rand.Intn(3)

	switch v {

	case 0:
		return []float32{-1, 0}
	case 1:
		return []float32{1, 0}
	case 2:
		return []float32{0, 1}
	default:
		return []float32{0, -1}

	}
}
func dot(a []float32, b []float32) float32 {

	return (a[0]*b[0] + b[1]*a[1])
}
func lerp(a, b, c float32) float32 {

	return a*(1-c) + b*c

}
func curve(t float32) float32 {

	return (t * t * t * (t*(t*6-15) + 10))

}


Creemos un pequeño proyecto donde probamos la funcionalidad de nuestra función, aquí está la estructura de mi proyecto:

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Agregue lo siguiente al archivo main.go:

func main() {
	var a, b float32= 1330, 2500
	v:= PerlinNoise.Noise(a/2500, b/2500)
	fmt.Println(v)
}

Tenga cuidado con los tipos de números, siempre especifique los tipos explícitamente, esto le ahorrará problemas en el futuro, la salida de la función:

-0.23416707

Y entonces tenemos una función de ruido para generar nuestros mundos. Comencemos creando trozos. Cree el directorio Chunk y el archivo Chunk.go en él e inmediatamente defina las constantes principales:

var TILE_SIZE = 16
var CHUNK_SIZE = TILE_SIZE * TILE_SIZE
var PERLIN_SEED float32 = 150

TILE_SIZE es la resolución de nuestros futuros fragmentos en píxeles
CHUNK_SIZE es el tamaño del fragmento, en este caso 16 * 16
PERLIN_SEED: aquí puede poner cualquier número, cuanto mayor sea, más uniforme será el ruido, es decir si quieres islas pequeñas, pon el número menos, si los grandes continentes son más altos.

A continuación, cree un tipo de datos para las coordenadas:

type Coordinate struct {
	X int 
	Y int 
}

Este tipo nos será muy útil en el futuro, y ahora crearemos otra función importante, para determinar las coordenadas únicas de nuestro fragmento en el futuro llamaremos su ID:

func GetChunkID(x, y int) Coordinate {
	tileX := float64(float64(x) / float64(TILE_SIZE))
	tileY := float64(float64(y) / float64(TILE_SIZE))

	var ChunkID Coordinate
	if tileX < 0 {
		ChunkID.X = int(math.Floor(tileX / float64(TILE_SIZE)))
	} else {
		ChunkID.X = int(math.Ceil(tileX / float64(TILE_SIZE)))
	}
	if tileY < 0 {
		ChunkID.Y = int(math.Floor(tileY / float64(TILE_SIZE)))
	} else {
		ChunkID.Y = int(math.Ceil(tileY / float64(TILE_SIZE)))
	}
	if tileX == 0 {
		ChunkID.X = 1
	}
	if tileY == 0 {
		ChunkID.Y = 1
	}
	return ChunkID

}

La función para determinar la ID del fragmento es bastante simple, solo dividimos la posición en el mapa por el tamaño del mosaico, y luego dividimos el resultado nuevamente por el tamaño del mosaico con redondeo hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de la ID del fragmento desde nuestro mundo se generará sin cesar en cualquier dirección.

A continuación, agregue nuestro bloque de creación para crear el fragmento, este es el mosaico y el fragmento en sí:

type Chunk struct {
	ChunkID [2]int
	Map     map[Coordinate]Tile
}
type Tile struct {
	Key string
	X   int
	Y   int
}

El fragmento contiene un mapa de mosaico. Los mosaicos almacenan sus coordenadas y clave (la clave es el tipo de su título: tierra, agua, montañas, etc.)

Ahora pasemos a lo más importante, las funciones de crear nuestro fragmento, tomé mi función de trabajo del proyecto y la rehice para este artículo:

func NewChunk ()
func NewChunk(idChunk Coordinate) Chunk {
	//    
	chunk := Chunk{ChunkID: [2]int{idChunk.X, idChunk.Y}}
	//   
	var chunkXMax, chunkYMax int
	//    
	var chunkMap map[Coordinate]Tile
	chunkMap = make(map[Coordinate]Tile)
	//     
	chunkXMax = idChunk.X * CHUNK_SIZE
	chunkYMax = idChunk.Y * CHUNK_SIZE
	switch {
	//      
	case chunkXMax < 0 && chunkYMax < 0:
		{
			for x := chunkXMax + CHUNK_SIZE; x > chunkXMax; x -= TILE_SIZE {
				for y := chunkYMax + CHUNK_SIZE; y > chunkYMax; y -= TILE_SIZE {
					//     
					posX := float32(x - (TILE_SIZE / 2))
					posY := float32(y + (TILE_SIZE / 2))
					tile := Tile{}

					tile.X = int(posX)
					tile.Y = int(posY)

					perlinValue := PerlinNoise.Noise(posX/PERLIN_SEED, posY/PERLIN_SEED)
					switch {
					case perlinValue < -0.01:
						tile.Key = "~" //
					case perlinValue >= -0.01 && perlinValue <= 0.5:
						tile.Key = "1" //

					case perlinValue > 0.5:
						tile.Key = "^" // 
					}
					chunkMap[Coordinate{X: tile.X, Y: tile.Y}] = tile

				}
			}
		}
		//  X 
	case chunkXMax < 0:
		{
			for x := chunkXMax + CHUNK_SIZE; x > chunkXMax; x -= TILE_SIZE {
				for y := chunkYMax - CHUNK_SIZE; y < chunkYMax; y += TILE_SIZE {
					posX := float32(x - (TILE_SIZE / 2))
					posY := float32(y + (TILE_SIZE / 2))

					tile := Tile{}

					tile.X = int(posX)
					tile.Y = int(posY)

					perlinValue := PerlinNoise.Noise(posX/PERLIN_SEED, posY/PERLIN_SEED)
					switch {
					case perlinValue < -0.12:
						tile.Key = "~"
					case perlinValue >= -0.12 && perlinValue <= 0.5:
						tile.Key = "1"

					case perlinValue > 0.5:
						tile.Key = "^"
					}

					chunkMap[Coordinate{X: tile.X, Y: tile.Y}] = tile

				}
			}
		}
		//  Y 
	case chunkYMax < 0:
		{
			for x := chunkXMax - CHUNK_SIZE; x < chunkXMax; x += TILE_SIZE {
				for y := chunkYMax + CHUNK_SIZE; y > chunkYMax; y -= TILE_SIZE {
					posX := float32(x + (TILE_SIZE / 2))
					posY := float32(y - (TILE_SIZE / 2))
					tile := Tile{}
					tile.X = int(posX)
					tile.Y = int(posY)
					perlinValue := PerlinNoise.Noise(posX/PERLIN_SEED, posY/PERLIN_SEED)
					switch {
					case perlinValue < -0.12:
						tile.Key = "~"
					case perlinValue >= -0.12 && perlinValue <= 0.5:
						tile.Key = "1"
					case perlinValue > 0.5:
						tile.Key = "^"
					}
					chunkMap[Coordinate{X: tile.X, Y: tile.Y}] = tile

				}
			}
		}
		//   
	default:
		{
			for x := chunkXMax - CHUNK_SIZE; x < chunkXMax; x += TILE_SIZE {
				for y := chunkYMax - CHUNK_SIZE; y < chunkYMax; y += TILE_SIZE {
					posX := float32(x + (TILE_SIZE / 2))
					posY := float32(y + (TILE_SIZE / 2))
					tile := Tile{}
					tile.X = int(posX)
					tile.Y = int(posY)
					perlinValue := PerlinNoise.Noise(posX/PERLIN_SEED, posY/PERLIN_SEED)
					switch {
					case perlinValue < -0.12:
						tile.Key = "~"
					case perlinValue >= -0.12 && perlinValue <= 0.5:
						tile.Key = "1"
					case perlinValue > 0.5:
						tile.Key = "^"
					}
					chunkMap[Coordinate{X: tile.X, Y: tile.Y}] = tile

				}
			}
		}

	}

	chunk.Map = chunkMap
	return chunk
}


Y así, en esta función o, más bien, el constructor de nuestro fragmento, determinamos las coordenadas máximas del fragmento, a las cuales nos moveremos secuencialmente, llenando los mosaicos con la información necesaria. ChunkMax también se determina de manera bastante simple, para esto multiplicamos la ID del fragmento por su tamaño (CHUNK_SIZE), es decir, con la ID {1; 1} nuestras coordenadas chunkXMax y chunkYMax serán 256.

En posX / posY determinamos las coordenadas para insertar nuestros gráficos:

					posX := float32(x + (TILE_SIZE / 2))
					posY := float32(y + (TILE_SIZE / 2))

Usamos el interruptor para seleccionar la lógica dependiendo del valor de la ID de nuestro fragmento (puede haber valores positivos y negativos). La clave del mosaico determinará el ruido de perlin, por ejemplo, si el ruido de perlin está por debajo de 0 será agua, por encima de tierra. Nosotros haremos esto:

					case perlinValue < -0.12:
						tile.Key = "~" // 
					case perlinValue >= -0.12 && perlinValue <= 0.5:
						tile.Key = "1" // 
					case perlinValue > 0.5:
						tile.Key = "^" //

Veamos cómo funciona nuestra función, reemplace el código en main con los siguientes contenidos:

func main() {
	coord := Chunk.Coordinate{Y: 1, X: 1}
	chunk := Chunk.NewChunk(coord)
	m := chunk.Map
	out := os.Stdout
	for y := 8; y < 16*16; y += 16 {
		for x := 8; x < 16*16; x += 16 {
			c := Chunk.Coordinate{X: x, Y: y}
			out.Write([]byte(m[c].Key))

		}
		out.Write([]byte("\n"))
	}

}

Conclusión:

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Se ve bien, puedes cambiar la función de salida y jugar con los parámetros:

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El código:

Chunk.go
package Chunk

import (
	"PerlinNoise"
	"math"
)

var TILE_SIZE = 16
var CHUNK_SIZE = 32 * 32
var PERLIN_SEED float32 = 600

type Coordinate struct {
	X int `json:"x"`
	Y int `json:"y"`
}
type Chunk struct {
	ChunkID [2]int
	Map     map[Coordinate]Tile
}
type Tile struct {
	Key string
	X   int
	Y   int
}

func GetChunkID(x, y int) Coordinate {
	tileX := float64(x)
	tileY := float64(y)

	var ChunkID Coordinate
	if tileX < 0 {
		ChunkID.X = int(math.Floor(tileX / float64(TILE_SIZE)))
	} else {
		ChunkID.X = int(math.Ceil(tileX / float64(TILE_SIZE)))
	}
	if tileY < 0 {
		ChunkID.Y = int(math.Floor(tileY / float64(TILE_SIZE)))
	} else {
		ChunkID.Y = int(math.Ceil(tileY / float64(TILE_SIZE)))
	}
	if tileX == 0 {
		ChunkID.X = 1
	}
	if tileY == 0 {
		ChunkID.Y = 1
	}
	return ChunkID

}
func NewChunk(idChunk Coordinate) Chunk {
	//    
	chunk := Chunk{ChunkID: [2]int{idChunk.X, idChunk.Y}}
	//   
	var chunkXMax, chunkYMax int
	//    
	var chunkMap map[Coordinate]Tile
	chunkMap = make(map[Coordinate]Tile)
	//     
	chunkXMax = idChunk.X * CHUNK_SIZE
	chunkYMax = idChunk.Y * CHUNK_SIZE
	switch {
	//      
	case chunkXMax < 0 && chunkYMax < 0:
		{
			for x := chunkXMax + CHUNK_SIZE; x > chunkXMax; x -= TILE_SIZE {
				for y := chunkYMax + CHUNK_SIZE; y > chunkYMax; y -= TILE_SIZE {
					//     
					posX := float32(x - (TILE_SIZE / 2))
					posY := float32(y + (TILE_SIZE / 2))
					tile := Tile{}

					tile.X = int(posX)
					tile.Y = int(posY)

					perlinValue := PerlinNoise.Noise(posX/PERLIN_SEED, posY/PERLIN_SEED)
					switch {
					case perlinValue < -0.01:
						tile.Key = "~" //
					case perlinValue >= -0.01 && perlinValue <= 0.5:
						tile.Key = "1" //

					case perlinValue > 0.5:
						tile.Key = "^" // 
					}
					chunkMap[Coordinate{X: tile.X, Y: tile.Y}] = tile

				}
			}
		}
		//  X 
	case chunkXMax < 0:
		{
			for x := chunkXMax + CHUNK_SIZE; x > chunkXMax; x -= TILE_SIZE {
				for y := chunkYMax - CHUNK_SIZE; y < chunkYMax; y += TILE_SIZE {
					posX := float32(x - (TILE_SIZE / 2))
					posY := float32(y + (TILE_SIZE / 2))

					tile := Tile{}

					tile.X = int(posX)
					tile.Y = int(posY)

					perlinValue := PerlinNoise.Noise(posX/PERLIN_SEED, posY/PERLIN_SEED)
					switch {
					case perlinValue < -0.12:
						tile.Key = "~"
					case perlinValue >= -0.12 && perlinValue <= 0.5:
						tile.Key = "1"

					case perlinValue > 0.5:
						tile.Key = "^"
					}

					chunkMap[Coordinate{X: tile.X, Y: tile.Y}] = tile

				}
			}
		}
		//  Y 
	case chunkYMax < 0:
		{
			for x := chunkXMax - CHUNK_SIZE; x < chunkXMax; x += TILE_SIZE {
				for y := chunkYMax + CHUNK_SIZE; y > chunkYMax; y -= TILE_SIZE {
					posX := float32(x + (TILE_SIZE / 2))
					posY := float32(y - (TILE_SIZE / 2))
					tile := Tile{}
					tile.X = int(posX)
					tile.Y = int(posY)
					perlinValue := PerlinNoise.Noise(posX/PERLIN_SEED, posY/PERLIN_SEED)
					switch {
					case perlinValue < -0.12:
						tile.Key = "~"
					case perlinValue >= -0.12 && perlinValue <= 0.5:
						tile.Key = "1"
					case perlinValue > 0.5:
						tile.Key = "^"
					}
					chunkMap[Coordinate{X: tile.X, Y: tile.Y}] = tile

				}
			}
		}
		//   
	default:
		{
			for x := chunkXMax - CHUNK_SIZE; x < chunkXMax; x += TILE_SIZE {
				for y := chunkYMax - CHUNK_SIZE; y < chunkYMax; y += TILE_SIZE {
					posX := float32(x + (TILE_SIZE / 2))
					posY := float32(y + (TILE_SIZE / 2))
					tile := Tile{}
					tile.X = int(posX)
					tile.Y = int(posY)
					perlinValue := PerlinNoise.Noise(posX/PERLIN_SEED, posY/PERLIN_SEED)
					switch {
					case perlinValue < -0.12:
						tile.Key = "~"
					case perlinValue >= -0.12 && perlinValue <= 0.5:
						tile.Key = "1"
					case perlinValue > 0.5:
						tile.Key = "^"
					}
					chunkMap[Coordinate{X: tile.X, Y: tile.Y}] = tile

				}
			}
		}

	}

	chunk.Map = chunkMap
	return chunk
}


Perlin.go
package PerlinNoise

import (
	"math"
	"math/rand"
)

func Noise(x, y float32) float32 {
	//Coordinate left and top vertex square
	left := float32(math.Floor(float64(x)))
	top := float32(math.Floor(float64(y)))

	//Local coordinate
	localPoinX := x - left
	localPoiny := y - top

	topLeft := getRandomVector(left, top)
	topRight := getRandomVector(left+1, top)
	bottomLeft := getRandomVector(left, top+1)
	bottomRight := getRandomVector(left+1, top+1)
	//      
	DtopLeft := []float32{localPoinX, localPoiny}
	DtopRight := []float32{localPoinX - 1, localPoiny}
	DbottomLeft := []float32{localPoinX, localPoiny - 1}
	DbottomRight := []float32{localPoinX - 1, localPoiny - 1}

	// 
	tx1 := dot(DtopLeft, topLeft)
	tx2 := dot(DtopRight, topRight)
	bx1 := dot(DbottomLeft, bottomLeft)
	bx2 := dot(DbottomRight, bottomRight)

	//  
	pointX := curve(localPoinX)
	pointY := curve(localPoiny)

	//

	tx := lerp(tx1, tx2, pointX)
	bx := lerp(bx1, bx2, pointX)
	tb := lerp(tx, bx, pointY)
	return tb

}
func getRandomVector(x, y float32) []float32 {
	rand.Seed(int64(x * y))
	v := rand.Intn(3)

	switch v {

	case 0:
		return []float32{-1, 0}
	case 1:
		return []float32{1, 0}
	case 2:
		return []float32{0, 1}
	default:
		return []float32{0, -1}

	}
}
func dot(a []float32, b []float32) float32 {

	return (a[0]*b[0] + b[1]*a[1])
}
func lerp(a, b, c float32) float32 {

	return a*(1-c) + b*c

}
func curve(t float32) float32 {

	return (t * t * t * (t*(t*6-15) + 10))

}


main.go
package main

import (
	"fmt"
	"habr/Chunk"
	"os"
)

func main() {
	coord:= Chunk.GetChunkID(0,0)
	fmt.Println(coord)
	chunk := Chunk.NewChunk(coord)
	m := chunk.Map
	out := os.Stdout
	for y := 8; y < 32*32; y += 16 {
		for x := 8; x < 32*32; x += 16 {
			c := Chunk.Coordinate{X: x, Y: y}
			out.Write([]byte(m[c].Key))

		}
		out.Write([]byte("\n"))
	}

}


En el próximo artículo , consideraremos trabajar con HTTP, y si lo afectamos, entonces la conexión WS. Creemos un tipo de tarjeta de juego, que serializaremos en formato json para renderizar en el cliente y, en general, veremos cómo interactuamos con el cliente.

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