波函数坍缩 地图生成-算法过程可视化(2D)

波函数坍缩(Wave Function Collapse)生成 ,是一个随机程序化的生成算法,比较经典的是用在游戏场景的地图生成。想要了解详细的解读可以参考《波函数坍缩算法》的无限城市... ,当前文章是WFC 2D版本的实现。

点击 查看可视化样例
这有一个可视化的程序,它可以 逐步、暂停 、回放 整个计算过程 ,以便于你理解 wfc 算法。

基本概念

  • Slot (孔位)

每个都对应地图上的一个确定坐标位置,初始状态,每个Slot 都包含成为任何一种图案(Model)可能性,这种可能性用"熵"来表示,经过坍缩最终成为一个确定的图案。


多种图案
  • entropy (熵)

这里指的是信息熵,当值越大时,图案的可能性就越多,演示程序为了方便将展示"熵"值进行了单位化(范围 0-1)。


单位化 熵 值
  • Model (图案模型)

具体的图案,包含有:图片资源、旋转角度、权重值(概率)、四条边信息。


model 信息
  • EdgeInfo (边信息)

每条边都有connectId ,用于判断两条边是否能够相互连接。


边连接

伪代码

一.坐标区域中 获取当前熵最小(多个则随机)且还没坍缩完成的Slot;
二.如果无法获取有效的slot,表明所有slot坍缩完毕,则计算完成,退出计算;
三.将得到的Slot坍缩成具体的对象;
四.将以坍缩过的Slot开始,对周围邻居删除与Slot不可连接(边 连接ID 不匹配)的Model,邻居的熵值会降低,将以降熵了的Slot开始,再次重复;
五.传播计算过程出错,则进行状态回退;  //wfc 算法不是每次都成功的,需要进行回退(上一次缓存的状态),保障最终的成功;
六.传播完成后,缓存当前状态;
七.再从 步骤"一" 开始循环;

数据编辑器

WFC2D项目

波函数坍缩算法 2D 版本的实现。
github 链接 : https://github.com/anseyuyin/wfc2D
语言环境: typescript 、 javascript
项目包含了

最后编辑于
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