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 HashSet
        HashSet<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 HashSet
        return 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 HashSet
        for (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

赠人玫瑰，手有余香！如果文章内容对你有所帮助，请不要吝啬你的点赞评论和关注，以便我第一时间收到反馈，你的每一次支持都是我不断创作的最大动力。当然如果你发现了文章中存在错误或者有更好的解决方法，也欢迎评论私信告诉我哦！

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~