游戏中地图的即时生成算法

２００６年８月

Ｓｕｐｐｌ．１

渠鑫，等：２．５Ｄ游戏中地图的即时生成算法

Ａｕｇ．，２００６

根据扇面场景的描述，我们应该知道景物在位图中的顶点坐标即：（Ｓｒｃ＿Ｘ，Ｓｒｃ＿Ｙ），也能知道景物的宽和高即：Ｓｒｃ＿Ｗ和Ｓｒｃ＿Ｈ。同样我们看到景物的哪个部分，才将那个部分显现出来，这样我们就必须先知道截得的图相对逻辑地图的坐标（ＣｕｔＰｉｃＸ，ＣｕｔＰｉｃ—Ｙ），最后拿着望远镜要在逻辑地图中移动着看，也就是主屏幕相对逻辑地图要运动，所以我们必须知道屏幕相对逻辑地图的坐标（ＭｓＰｉｃ＿Ｘ，ＭｓＰｉｃＹ）。到此为止能够给我们直接提供的量就这么多了，当然这是不够的，剩下的就需要我们在算法中实现了。抽象出来，我们要完成即时生成地图的工作还需要六个量，也就是我们待求的。它们是截图相对位图的坐标（ＣｕｔＢｍ＿Ｘ，ＣｕｔＢｍＹ）、要截的图的宽和高即：Ｃｕｔ－ｗ和Ｃｕｔ＿Ｈ，因为最后截得的图要反映在屏幕上，我们还得求出截图相对屏幕的坐标（ＣｕｔＭｓ＿Ｘ，ＣｕｔＭＳ－Ｙ）。

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图３算法情况讨论

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ＣｕｔＭｓ

Ｘ＝ＳｒｅＰｉｅ＿Ｘ－ＭｓＰｉ屯Ｘ

ＣｕｔＭｓ。Ｙ铷

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Ｃｕｚ］知ａＹ－Ｍ－ｐｉｅ．，Ｙ．ｓ“％．Ｙ十ｓｎ：。Ｙ

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２算法的描述

为了清楚起见，我们将这些变量结合图形表示出来，如图１和图２。

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图１逻辑地图、主屏幕和位图的关系

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图４

Ｎ－Ｓ即时生成算法的图（情况Ａ）

ＣｕｔＭｓＣｕｔＭｓ

Ｘｍ０

ＣｕｔＭｓＹ＝ＳｒｃＰｉｃ＿Ｙ—ＭｓＰｉｅ＿Ｙ

Ｖ－－０

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ｃｍＢｍ＿ｙ－Ｓ∞＿Ｙ（、晾Ｈ＝４ＲＯ

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Ｘ＝ＭｓＰｉｃ＿Ｘ－ＳｒｅＰｉｅ＿Ｘ＋ｊ啦一ｘ

ＣｕｔｌＢｍ＿Ｘ＝ＭｓＰｉｃ—Ｘ－ＳｎｅＰｉｃＸ＋Ｓｒｃ

Ｘ

ｎ畦如０Ｙ—ＭｓＰｉｃ＿Ｙ 轴Ｐ｛ｃ—Ｙ＋ｓｒｃ—Ｖ

（Ⅶ一ｗ《＂Ｊ卜铆Ｐ吐ｘ—孙Ｈｃ—ｘ

ＣｕＬＨ＝Ｓｒｃ一１－１４－ＳｒｃＰｉｃＹ ¨｝Ｈｅ—Ｙ

图２截图和位图的关系

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Ｃ啦ｗ＝ＳｒｃＷ十

Ｓ阼雕ｏＸ—Ｍ‘ｐｉｃ■Ｃｍ

Ｈ珊Ｈ

由于主屏的移动是由玩家所控制的，所以带有不确定的因素，所以必须将所有可能的情况都考虑齐全。在这个算法中将可能出现的情况为九种。

根据主屏的位置不同划归为九种情况，再根据每种情况的不同将主屏上所需要的房子图片的截图正确地显示出来，如图３所示。

根据ＳｒｃＰｉｃＸ与ＭｓＨｃ—Ｙ把整个算法分成Ａ、Ｂ两个部分：当ＳｒｃＰｉｃＸ大于ＭｓＨｃ—Ｙ时，执行情况Ａ，否则执行情况Ｂ。算法的Ｎ．Ｓ流程图如图４、５所示。

我们对于这九种情况进行一下分析，对于ＣｕｔＢｍ＿Ｘ、

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图５

Ｎ－Ｓ即时生成算法的图（情况Ｂ）

ＣｕｔＢｒｎ＿Ｙ、ＣｕｔＭｓ＿Ｘ、ＣｕｔＭｓ＿Ｊ这四个所要求的值可以分

成四类：

第一类：包括１、５、６、９情况；第二类：包括２、７情况；第三类：包括３、８情况；第四类：包括４情况；第一类：

在这一类中包含了１、５、６、９这四种情况。其特点是

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系统仿真学报

Ａｕｇ．，２００６

房子截图相对于逻辑地图坐标的Ｘ、Ｙ值都比主屏相对于逻辑地图坐标的Ｘ、Ｙ值大。利用源位图相对逻辑图的顶点坐

Ｙ值比主屏相对于逻辑地图坐标的ｘ、Ｙ值都小。而且房子截图相对于主屏的坐标Ｘ、Ｙ值都为零，所以相比来说这种

情况下的六个值比较好求。

到此为止所有情况下的六个所需要的值就都已经求出

标和主屏相对逻辑图的坐标计算出截图相对主屏的坐标。

到这里所要求的六个值当中我们已经求出了四个，下面来求房子截图的宽和高。

由于第一类包含了１、５、６、９这四种情况，在这四种情况中每种情况的房子截图宽和高的值都是不一样的，所以我们还要分情况进行讨论。在这里我们假设主屏的分辨率是６４０＊４８０。根据截图相对主屏幕的坐标、源位图的宽和高与主屏幕的宽（６４０）和高（４８０）进行比较区分各种情况就能计算出截图的宽和高。

到这里为止在第一类情况下所需要的六个值就都已经

求出来了。

．

来，只要将这些值合理的安排起来，当主屏发生移动时将主屏相对于地图的值不断地进行计算就能够即时地算出房子

等景物要截得的图的顶点坐标，以及截图的矩形区域，还有要在主屏上显示的坐标。有了这六个参数就能够准确的将房

子的截图显示出来。达到了即时生成的目的，再与其它程序配合，就能够完整作出游戏背景卷轴动画。

３算法分析

在这种算法中只要事先将景物等在地图中的实际坐标

第二类：

在这一类中包含了２、７两种情况。这种的特点是房子截图相对于逻辑地图坐标的Ｘ值比主屏相对于逻辑地图坐

标的Ｘ值大，但是Ｙ值小。而且房子截图相对于主屏的Ｙ坐

定下来，就可以直接计算出所需要的各种参数。比之用地图数组解决的算法，由于本算法没有循环等复杂控制结构，所以时间复杂度为一个常数，大大提高了效率。

经过实验，在地图比较大时，用本算法没有出现画面显

标为０。根据这些特性可求出房子截图相对位图的坐标和房

子截图相对于主屏的坐标。

下面在求截图的宽和高时也要根据截图相对主屏幕的

示缓慢的问题，而用一次生成算法时会出现明显的缓慢情况。

４结论

游戏引擎中画面显示的是否流畅是大家比较关注的问题。本算法利用动态裁剪实现地图的即时生成，解决了一次生成算法和用地图数组方法解决地图显示中的效率问题以

及场景限制问题，大大提高了游戏的美观以及效率。

坐标、源位图的宽和高与主屏幕的宽（６４０）和高（４８０）进行比较区分各种情况来计算。这和上面讨论的方法一样，只不过其中只包含了两种情况，所以讨论起来就比较简单。

所需要的六个值就已经讨论完毕。第三类：

在这一类中包含了３、８两种情况。而这一类与第二类是截然相反的。它的特点是房子截图相对于地图逻辑坐标的ｘ值比主屏相对于地图逻辑坐标的Ｘ值小，而Ｙ值大。这样

房子截图相对于主屏的坐标也截然相反是Ｘ坐标为０。根据

【１］

参考文献：

刘勇奎，高云，黄有群．一个有效的多边形裁剪算法【Ｊ】．软件学报，２００３，１４（４）：８４５—８５６．【２】

荣钦科技．Ｖｉｓｕａｌｃ＋＋游戏设计【Ｍ】．北京：北京科海电子出版

社，２００３．

【３】

坂本千寻．Ｖｉｓｕａｌ大学出版社，２００４．

：

以上特点就可以求出房子截图相对位图的坐标和房子截图

相对于主屏的坐标。

ｃ＋＋角色扮演游戏程序设计嗍．北京：清华

［４１

Ｊｕｌｉａｎ２００５．

Ｇｏｌｄ．面向对象的游戏开发Ｍ】．北京：电子工业出版社，

还是利用与一、二类情况相类似的讨论方法来求截图的

宽和高。

第四类：

，’

【５】四维科技，丁展．Ｖｉｓｕａｌｃ＋＋游戏开发技术与实例【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００５．

这一类比较特殊只包含了一种情况，即情况４。它的特点是与第一类截然相反。房子截图相对于逻辑地图坐标的ｘ、

【６】李雪，石广田．一种新的任意四边形窗１２１线裁剪算法【Ｊ】兰州交通大学学报，２００５，２４（６）：９０—９２．

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