🧙♂️ 关卡生成算法(PCG)
📚 1. 理论基础 (Theoretical Basis)
🎯 核心定义
程序化内容生成 (Procedural Content Generation, PCG) 是通过算法自动创建游戏内容的技术。对于 Roguelike 游戏,PCG 是核心支柱。 PCG 的优势:- 无限内容 - 避免重复感
- 降低成本 - 减少手工设计工作量
- 增加寿命 - 每次游玩都不同
- 质量控制 - 生成结果可能不可玩
- 性能开销 - 生成算法可能很慢
- 平衡性 - 难度/奖励可能失衡
📐 核心算法分类
1. WFC (Wave Function Collapse) - 波函数坍缩
原理: 基于约束传播的瓦片拼接算法。- ✅ 生成结果始终符合规则
- ✅ 适合复杂约束
- ✅ 可以生成有机感的关卡
- ❌ 可能陷入无解状态(需要回溯)
- ❌ 性能较慢
- ❌ 规则定义复杂
2. BSP (Binary Space Partitioning) - 二叉空间分割
原理: 递归分割空间,创建房间和走廊。- ✅ 简单易实现
- ✅ 生成速度快
- ✅ 房间分布均匀
- ❌ 生成结果较规整(缺乏有机感)
- ❌ 走廊可能冗长
- ❌ 不够随机
3. Cellular Automata - 元胞自动机
原理: 基于简单规则的迭代演化。- ✅ 生成自然的洞穴/有机形状
- ✅ 实现简单
- ✅ 参数易调
- ❌ 不保证连通性
- ❌ 难以控制具体形状
- ❌ 需要后处理(连通性检测)
🛠️ 2. 实践应用 (Practical Implementation)
🎮 Vampirefall 地图生成框架
混合生成策略
Vampirefall 的塔防+肉鸽特性需要手工设计 + 程序生成混合:🗂️ 数据结构
MapTemplate.cs
ProceduralMapGenerator.cs
🎨 路径保证算法
问题: 程序生成可能产生不可通行的路径。 解决方案: 路径优先生成 + 验证 + 修复。🌟 3. 业界优秀案例 (Industry Best Practices)
🎮 案例 1: Spelunky - 模板拼接大师
核心机制
Spelunky 使用预制房间模板 + 智能拼接生成关卡。 生成流程:- 预制塔防模板(不同地形)
- 模板库分类(简单/困难/Boss)
- 主路径保证算法
🎮 案例 2: The Binding of Isaac - 房间库系统
核心机制
Isaac 使用大量手工设计房间 + 随机组合。 房间库规模:“程序生成不是为了减少工作量,而是为了增加重玩价值。”Vampirefall 借鉴:
- 建立塔防场景库(100+)
- 基于难度分级
- 避免同一局重复
🎮 案例 3: Enter the Gungeon - 程序化地牢
核心机制
Gungeon 结合了BSP 分割 + 手工房间 + 特殊规则。 生成算法:- BSP 用于大区域划分
- 关键房间(Boss/商店)位置规则
- 秘密区域设计
🔗 4. 参考资料 (References)
📄 理论
-
Procedural Content Generation in Games
作者: Noor Shaker, Julian Togelius, Mark J. Nelson
书籍链接 -
Wave Function Collapse Algorithm
Maxim Gumin
GitHub
📺 GDC
-
[GDC 2017] Spelunky Level Generation
演讲者: Derek Yu
YouTube -
[GDC 2015] Diablo’s Dungeon Generation
演讲者: Mike Barlow (Blizzard)
GDC Vault
🌐 博客
-
The Binding of Isaac Room Design
Edmund McMillen Blog -
Procedural Map Generation Techniques
RogueBasin Wiki
🎯 附录:Vampirefall PCG 实施检查清单
✅ 阶段 1: 模板系统(必须)
- 创建 10+塔防地图模板
- 定义路径节点和塔位
- 建立模板库管理器
✅ 阶段 2: 生成算法(必须)
- 实现 BSP 或房间拼接
- 路径保证算法
- 连通性验证
✅ 阶段 3: 随机性(推荐)
- 障碍物随机放置
- 资源点分布
- 敌人刷新点变化
✅ 阶段 4: 验证系统(必须)
- 可玩性检测
- 难度评估
- 种子记录(用于 bug 复现)
✅ 阶段 5: 调试工具(推荐)
- 可视化生成过程
- 种子输入功能
- 性能监控
最后更新: 2025-12-04
维护者: Vampirefall 设计团队