4. 程序化生成

EVOCOSMOS2026/4/14大约 3 分钟

程序化生成

程序化生成就是"用代码而不是手工来创造内容"。比如《我的世界》的地图不是设计师一个个方块摆出来的，而是算法自动生成的——每次开新地图都不一样。这一章教你如何用算法生成地形、地牢、道具摆放等随机但合理的内容。

本章你将学到

噪声算法（Perlin Noise、Simplex Noise）是什么、为什么适合生成自然地形
如何生成随机但"连通"的地牢房间
道具摆放算法：保证物品分布合理不扎堆
关卡随机化的基本思路

噪声算法：让随机看起来"自然"

普通的随机数（比如掷骰子）每个结果互相独立，生成的地形像锯齿一样乱糟糟。噪声算法不同——它生成的随机值是"连续的"，相邻的值变化平滑，就像自然界的山丘一样有高有低但不突兀。

Godot 内置了 FastNoiseLite 类，支持多种噪声算法，直接调用就行。

代码示例：用噪声生成高度图地形

using Godot;

public partial class ProceduralTerrain : Node3D
{
    [Export] public int MapSize { get; set; } = 64;
    [Export] public float NoiseScale { get; set; } = 0.1f;
    [Export] public float HeightScale { get; set; } = 15.0f;

    public override void _Ready()
    {
        // 创建噪声生成器
        var noise = new FastNoiseLite();
        noise.NoiseType = FastNoiseLite.NoiseTypeEnum.Perlin;
        noise.Seed = (int)GD.Randi(); // 随机种子，每次运行结果不同
        noise.Frequency = NoiseScale;

        var surfaceTool = new SurfaceTool();
        surfaceTool.Begin(Mesh.PrimitiveType.Triangles);

        for (int z = 0; z < MapSize; z++)
        {
            for (int x = 0; x < MapSize; x++)
            {
                float height = noise.GetNoise2D(x, z) * HeightScale;
                surfaceTool.SetUV(new Vector2((float)x / MapSize, (float)z / MapSize));
                surfaceTool.AddVertex(new Vector3(x, height, z));
            }
        }
        surfaceTool.GenerateNormals();
        var meshInstance = new MeshInstance3D();
        meshInstance.Mesh = surfaceTool.Commit();
        AddChild(meshInstance);
    }
}

GDScript

extends Node3D

@export var map_size: int = 64
@export var noise_scale: float = 0.1
@export var height_scale: float = 15.0

func _ready():
    # 创建噪声生成器
    var noise = FastNoiseLite.new()
    noise.noise_type = FastNoiseLite.TYPE_PERLIN
    noise.seed = randi()  # 随机种子，每次运行结果不同
    noise.frequency = noise_scale

    var surface_tool = SurfaceTool.new()
    surface_tool.begin(Mesh.PRIMITIVE_TRIANGLES)

    for z in range(map_size):
        for x in range(map_size):
            var height = noise.get_noise_2d(x, z) * height_scale
            surface_tool.set_uv(Vector2(float(x) / map_size, float(z) / map_size))
            surface_tool.add_vertex(Vector3(x, height, z))

    surface_tool.generate_normals()
    var mesh_instance = MeshInstance3D.new()
    mesh_instance.mesh = surface_tool.commit()
    add_child(mesh_instance)

随机地牢的基本思路

生成地牢的常用方法是"房间+走廊"：

在地图上随机撒一些矩形"房间"
检查房间是否重叠，去掉重叠的
用走廊把相邻的房间连起来
在走廊和房间边缘放墙壁、地板

这种方法生成的地图既有随机性，又保证所有房间都能走到。

道具摆放：用泊松圆盘采样

泊松圆盘采样（Poisson Disk Sampling）是一种保证物品之间有最小间距的随机摆放算法。它会确保道具不会扎堆，也不会太稀疏，看起来自然合理。