🌺 🤴🏼 🚚 वेव फंक्शन कम एल्गोरिदम का उपयोग करने के लिए युक्तियाँ 👨‍🔬 🤽🏻 ⛽️

हाल ही में, मैंने प्रक्रियात्मक बाधा आधारित पीढ़ी के साथ बहुत प्रयोग किया है। विशेष रूप से, वेव फंक्शन संक्षिप्त एल्गोरिथ्म (WFC, तरंग फ़ंक्शन पतन) के साथ। मैंने अपनी खुद की ओपन सोर्स लाइब्रेरी और यूनिटी एसेट भी लिखी ।

डब्ल्यूएफसी एक बहुत ही लचीली एल्गोरिथ्म है, विशेष रूप से मेरे द्वारा विकसित किए गए सुधारों के साथ। लेकिन उसी समय, मुझे इसकी मदद से कंप्यूटर गेम पर लागू व्यावहारिक स्तर बनाना मुश्किल लगा । मुख्य कठिनाई यह है कि डब्ल्यूएफसी के पास कोई वैश्विक संरचना नहीं है। वह जो कुछ भी करता है वह आउटपुट जेनरेशन को इनपुट के समान स्थानीय रूप से देखता है, उदाहरण के लिए, आउटपुट के व्यक्तिगत छोटे आयतों को देखकर।

इस लेख में मैं आपको बताऊंगा कि मैंने क्या सीखा और एक नए स्तर पर प्रतिबंध के आधार पर जनरेटर जुटाने में क्या सक्षम होगा।

मूल बातें

यदि आप यह नहीं जानते कि WFC का उपयोग करना कठिन है, तो यह कैसे काम करता है। यह एक बाधा-आधारित प्रक्रियात्मक पीढ़ी एल्गोरिथ्म है जिसे हाल ही में बहुत ध्यान दिया गया है। वास्तव में, इसका व्यावहारिक रूप से क्वांटम भौतिकी की अवधारणा से कोई लेना-देना नहीं है , जिसके नाम पर इसका नाम रखा गया।

WFC को कॉन्फ़िगर करना आसान है - आप एल्गोरिथ्म को केवल एक उदाहरण कार्ड देते हैं, जिसके बाद यह नए कार्ड उत्पन्न करता है जो इसके छोटे टुकड़ों के बार-बार उपयोग के कारण मूल कार्ड की तरह दिखते हैं।

इसके दो प्रकार हैं - एक पड़ोसी व्यवस्था के साथ या तत्वों के एक ओवरले के साथ। यह 2 डी या 3 डी में किया जा सकता है, और यहां तक कि हेक्सागोन या असमान के ग्रिड पर भीग्रिड। मेरे अधिकांश सुझाव इस बात पर ध्यान दिए बिना हैं कि आप एल्गोरिथ्म का उपयोग कैसे करते हैं।

मेरा सुझाव है कि आप एल्गोरिथ्म के बारे में एक विचार प्राप्त करने के लिए इस डेमो के साथ खेलें , और यदि आप तकनीकी विवरण में रुचि रखते हैं तो इस परिचय [ हैबे पर अनुवाद ] को पढ़ें ।

टायलेट डिजाइन

WFC एल्गोरिथ्म टाइल-आधारित है। इस अर्थ में, इसकी गुणवत्ता टाइलों पर निर्भर करती है जो आप इसे काम के लिए स्थानांतरित करते हैं। मैं एक कलाकार नहीं हूं, इसलिए मैं सुंदर टाइलें खींचने में बहुत कम मदद कर सकता हूं (हालांकि आप यहां देख सकते हैं ), लेकिन एक अच्छा टाइलसेट भी तकनीकी ज्ञान देता है।

मार्चिंग क्यूब्स

मार्चिंग क्यूब्स एक एल्गोरिथ्म है जो चुनता है कि कौन सी टाइल सेट करनी है यह इस बात पर निर्भर करता है कि टाइल का प्रत्येक शीर्ष पूर्ण या खाली है। यहां टाइलों की सूची 2 डी के लिए उपयोग की गई है।

यदि आप टाइल्स का निर्माण करते हैं ताकि काले और सफेद कोने हमेशा मेल खाते रहें, तो लाल रेखाएं हमेशा सही ढंग से जुड़ेंगी।

यहां हमें संपूर्ण एल्गोरिथ्म की समझ की आवश्यकता नहीं है, लेकिन यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि केवल कोनों में उनके व्यवहार को ध्यान में रखते हुए टाइल डिजाइन करने का विचार एक बहुत शक्तिशाली तकनीक है। इसका उपयोग कई बेहतरीन टाइलों में किया जाता है, क्योंकि यह सुनिश्चित करता है कि टाइलें हमेशा अच्छी तरह से जुड़ें।

यह तकनीक WFC के लिए विशेष रूप से शक्तिशाली है। ऐसा हुआ, क्योंकि यदि आप कुछ टाइलों को याद करते हैं, तो WFC से कोई फर्क नहीं पड़ेगा। वह इस समस्या को दरकिनार कर देगा और ऐसे विन्यास कभी नहीं बनाएगा जिसके लिए लापता टाइलों की आवश्यकता हो। यह 3 डी के लिए बहुत सुविधाजनक है, क्योंकि दर्जनों संभावित टाइलें हैं, और उनमें से कुछ की आवश्यकता केवल बहुत कठिन परिस्थितियों में होती है। नीचे "फाउंडेशन" अनुभाग देखें, जिसमें मैं इस ट्रिक का और भी अधिक व्यापक रूप से उपयोग करता हूं। अन्य टाइल पैटर्न

जानना भी सहायक हो सकता है , लेकिन मार्चिंग क्यूब्स सबसे अच्छा है।

कमरे

कभी-कभी साधारण टाइल्स के साथ काम करना सबसे आसान होता है। 4 टाइलों (एक टाइल खाली है) का यह संयोजन आसानी से वर्ग कमरे उत्पन्न करता है।

प्रत्येक टाइल का वजन बदलकर कमरों का आकार आसानी से बदला जा सकता है। दरवाजे और गलियारे की टाइलों को जोड़ने के बाद, आप विविधता बना सकते हैं जो लोगों की मंजिल योजनाओं की विशेषता है।

आधार

डब्ल्यूएफसी के साथ काम करते समय, टाइल्स के साथ प्रयोग करना दिलचस्प है। यदि आप बस एक टाइल डालते हैं, तो WFC शेष स्थान से सबसे अधिक निचोड़ना चाहता है। कभी-कभी यह मौलिक रूप से अलग-अलग परिणाम देता है, जैसा कि मैक्सिम जीमिन की छवि में देखा जा सकता है:

हम डब्ल्यूएफसी को प्रोत्साहित करने के लिए कई पहचानने योग्य संरचनाओं को उत्पन्न करने के लिए इस व्यवहार का उपयोग कर सकते हैं।

यहाँ एक महल का उदाहरण दिया गया है ( @greentecq से प्रेरित ):

इसमें, मैंने निम्नलिखित टाइलसेट का उपयोग किया:

इन टाइलों की एक महत्वपूर्ण संपत्ति है - आधार पर सभी टाइलों की चौड़ाई शीर्ष पर से कम नहीं है। इसका मतलब यह है कि इन टाइलों को एक असमर्थित तरीके से बनाना संभव नहीं है। डब्ल्यूएफसी तुरंत इस पर प्रतिक्रिया देता है और एक अच्छी नींव के साथ इमारतें बनाता है।

फ्रैक्टल स्प्लिट अप्रूवल

उपयुक्त टाइलसेट का चयन करके कुछ व्यवहारों को उत्तेजित करने के विषय का अध्ययन करते हुए, मैंने पाया कि यदि टाइलसेट में सीधी सड़कें और शाखाएँ हैं, लेकिन कोनों के बिना, तो आप पुनरावर्ती विभाजन ("पुनरावर्ती" भाग के बिना) का एक अच्छा अनुमान प्राप्त कर सकते हैं । यह ग्रिड स्तरों के लिए बहुत अच्छा है।

बड़ी टाइल्स

आप टाइल का समर्थन करने के लिए WFC जोड़ सकते हैं जो एक नियमित टाइल से कई गुना बड़ा है। उदाहरण के लिए, यह मेरे Tessera addon में समर्थित है ।

बड़ी टाइलों का उपयोग विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है। चूँकि वे ग्रिड की सीमाओं से परे होते हैं, आप उनका उपयोग कर सकते हैं चिकना और व्यापक घटता जोड़ने के लिए आमतौर पर ग्रिड के लिए तड़कते समय संभव है। वे बड़ी संख्या में टाइलों से तत्वों के लिए भी महान हैं, या बस यह मुखौटा लगाने के लिए कि पीढ़ी टाइल्स पर आधारित है।

यहाँ बुरा उत्तरी खेल से ऑस्कर स्टेलबर्ग से सीखने के लिए एक उदाहरण है । ऑस्कर दर्शाता है कि कैसे उन्होंने बड़ी टाइलों का उपयोग सुचारू रूप से घुमावदार तटों, बड़े घरों और चट्टान परिवर्तनशीलता को जोड़ने के लिए किया।

सीमाएं

इसके मूल में, WFC एक बाधा आधारित एल्गोरिथ्म है। इसका मतलब है कि वह उन स्तरों को उत्पन्न करना चाहता है जो मानदंडों के एक विशिष्ट सेट के अनुरूप हैं। शुद्ध डब्ल्यूएफसी में, केवल एक मानदंड है - कि स्तर स्थानीय रूप से एक नमूना इनपुट की तरह दिखता है। नीचे, मैं नए प्रकार के प्रतिबंधों को जोड़ने के लिए WFC संवर्द्धन के बारे में बात करूँगा।

फिक्स्ड टाइल्स

डब्ल्यूएफसी में एक स्तर उत्पन्न करने से पहले व्यक्तिगत टाइलों को ठीक करना बहुत आसान है। बाद में वे मूल स्तर के साथ एकीकृत हो जाते हैं।

पीढ़ी से पहले

जनरेशन के बाद

इस तकनीक को कई अलग-अलग तरीकों से इस्तेमाल किया जा सकता है। यहाँ कुछ विचार हैं:

- , WFC .
,
/ WFC

सीमा पथ (पथ बाधा) - यह WFC के लिए मेरा अपना योगदान है। यह एक अत्यंत शक्तिशाली तकनीक है, लेकिन एक पूर्ण लेख के लिए एक अलग लेख की आवश्यकता होगी। वैश्विक स्तर पर

यह प्रतिबंध सभी उत्पन्न आउटपुट को स्कैन करता है, और जबरन इंगित करता है कि चिह्नित टाइलों के बीच से एक रास्ता गुजरना चाहिए। या दूसरे शब्दों में, यह ग्राफ़ के एकल घटक को बनाने के लिए टाइलों का सबसेट बताता है । अपनी वैश्विक प्रकृति के कारण, यह सामान्य WFC व्यवहार को पूरक करता है, जो केवल स्थानीय टाइलों को ध्यान में रखता है। मुझे पता चला कि इस प्रतिबंध को जोड़ने से उत्पन्न स्तर की उपस्थिति प्रभावित होती है। इसके बिना, डब्ल्यूएफसी अक्सर कई विभाजित कमरे या क्षेत्र उत्पन्न करता है जो अवास्तविक लगते हैं और मनुष्यों द्वारा नहीं बनाए जाते हैं।

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एक और स्थिति जहां पथ सीमा उपयुक्त है ... पथ ड्राइंग है। डिफ़ॉल्ट रूप से, पथ प्रतिबंध केवल यह सुनिश्चित करता है कि टाइल्स के बीच एक मार्ग है। यह गारंटी नहीं देता है कि मार्ग यथासंभव सरल होगा। इसलिए, नदियों और सड़कों के मामले में, वह अक्सर वैकल्पिक स्थानों में टी-आकार के जोड़ों को खींचता है। चाल या तो बस टी-जोड़ों की सभी टाइलों को हटाने के लिए है, या उन्हें बहुत कम वजन देना है, ताकि उन्हें केवल बिल्कुल आवश्यक के रूप में चुना जाए।

मुझे एक रास्ते के समापन बिंदु को ठीक करने के लिए निश्चित टाइलों का उपयोग करना पसंद है। इस वजह से, पथ प्रतिबंध टाइलों को सम्मिलित करने के लिए आवश्यक है जो शेष पथ को कनेक्ट करते हैं।

रास्तों के समापन बिंदु के रूप में सभी चार कोनों को ठीक करने के द्वारा उत्पन्न पथ

यदि आप पथों के साथ प्रयोग करना चाहते हैं, तो मेरे पास एक छोटा जावास्क्रिप्ट डेमो है जो यहां रखा गया है ।

विविधता

वैकल्पिक टाइलें

WFC एल्गोरिथ्म में टाइल विकल्प जोड़ना बहुत आसान है। बस टाइलों को संभव टाइलों की सूची में जोड़ें, जिससे यह टाइल के समान कनेक्शन होता है जो इसे बदलता है। या यह प्रसंस्करण के बाद के चरण में किया जा सकता है, जैसा कि आमतौर पर प्रक्रियात्मक पीढ़ी की अन्य शैलियों में किया जाता है।

दो दीवार टाइलें, उनमें से एक खिड़की के साथ। वे पूरी तरह से विनिमेय हैं और बस डिजाइन में परिवर्तनशीलता जोड़ते हैं।

स्तर के द्वारा टाइल परिवर्तनशीलता

यदि आप एक टाइल सेट डिज़ाइन बनाने में बहुत प्रयास करते हैं, तो आप ध्यान देंगे कि डब्ल्यूएफसी की यादृच्छिकता उसे नुकसान पहुंचाना शुरू कर देती है। यह संपूर्ण टाइलसेट का उपयोग करता है, अर्थात, आप मिश्रित लावा, बर्फ और रेगिस्तान के साथ एक स्तर प्राप्त कर सकते हैं। अक्सर यह पूरी तरह से अतार्किक लगता है।

आप एक सरल तरीके से अखंडता को पुनर्स्थापित कर सकते हैं: अग्रिम में तय करें कि किस बायोम स्तर से संबंधित होगा, और फिर उन सभी टाइलों को अक्षम करें जो इस बायोम के लिए उपयुक्त नहीं हैं।

बुरा उत्तर (फिर से) इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण है। कुछ स्तरों में, चट्टानों को पूरी तरह से मना किया जाता है, दूसरों में बहुत सारी वनस्पति होती है, तीसरे खंडहर और कब्रिस्तान में जोड़ दी जाती है। यह प्रत्येक स्तर को पीढ़ी शैली में महत्वपूर्ण बदलाव की आवश्यकता के बिना एक अनूठी शैली देता है।

लगभग 10% द्वीपों में गुफाओं के तत्व हैं, जो ऊपरी दाएं कोने में दिखाई देते हैं।

नक्शे के भीतर टाइल की विविधता

टाइल्स मिलाने से यह और भी बढ़ सकता है।

यदि आप एक बड़े कार्ड को बनाने के लिए WFC का उपयोग करते हैं, तो यह बहुत ही समान लगने लगता है। यह इस तथ्य का एक और परिणाम है कि एल्गोरिथ्म स्थानीय बाधाओं का एक हल है ।

इस समस्या का सबसे अच्छा समाधान मैंने कुद की खेल गुफाओं में देखा । पीढ़ी ( 1 , 2 ) के बारे में डेवलपर्स की कहानी में , वे कहते हैं कि वे नक्शे को अलग-अलग क्षेत्रों में विभाजित करते हैं, और फिर नक्शे के सबसेट के लिए अलग-अलग मापदंडों के साथ डब्ल्यूएफसी शुरू करते हैं। इसका मतलब यह है कि नक्शे पर खंडहर का एक क्षेत्र और एक शहर का एक क्षेत्र हो सकता है जिसमें पूरी तरह से अलग टेम्पलेट्स और टाइल का उपयोग किया जाता है।

गेम डेवलपर्स के लिए गणित से उदाहरण : 'क्यूड्स की गुफाओं' में वेव फंक्शन पतन का उपयोग करके टाइल-आधारित मैप जनरेशन

निष्कर्ष

WFC एल्गोरिथम, सभी बाधा-आधारित पीढ़ी तकनीकों की तरह, आपकी इच्छाओं के साथ सावधान रहने का सिद्धांत है । सुंदर दिखने वाले परिणामों को अनुकूलित करना और प्राप्त करना आसान है, लेकिन आपके खेल के लिए आवश्यक विशिष्ट विवरणों को लागू करना बहुत मुश्किल हो सकता है।

मुझे उम्मीद है कि मेरे द्वारा प्रस्तुत तकनीकें आपको इस राक्षस को वश में करने में मदद करेंगी, लेकिन अंत में, प्रक्रियात्मक पीढ़ी की ताकत के आधार पर गेम डिज़ाइन बनाना सबसे अच्छा है, और इसे आपके लिए बहुत अधिक बनाने के लिए मजबूर करने की कोशिश न करें।

मैं आपको खराब उत्तर और कुद की गुफाएं खेलने की सलाह देता हूं । दोनों खेल वास्तविक परिस्थितियों में WFC का उपयोग करने के महान उदाहरण हैं, और डेवलपर्स ने अपने गेम में एल्गोरिथम के इष्टतम उपयोग को अच्छी तरह से सोचा है।

वेव फंक्शन कम एल्गोरिदम का उपयोग करने के लिए युक्तियाँ