2D 타일 게임에서 시력 영역을 빠르게 계산하는 방법은 무엇입니까?

타일 ​​매트릭스가 있는데 그 타일 중 일부에는 객체가 있습니다. 플레이어가 볼 수있는 타일과 그렇지 않은 타일을 계산하고 싶습니다. 매우 효율적으로 수행해야합니다 (따라서 큰 행렬 (100x100)과 많은 객체가있는 경우에도 충분히 빠르게 계산됩니다).

Bresenham의 line algorithm 으로 시도했지만 속도가 느 렸습니다. 또한 오류가 발생했습니다.

----XXX-        ----X**-     ----XXX-
-@------        -@------     -@------
----XXX-        ----X**-     ----XXX-
(raw version)   (Besenham)   (correct, since tunnel walls are 
                              still visible at distance)

(@ is the player, X is obstacle, * is invisible, - is visible)

나는 이것이 가능하다는 것을 확신합니다-결국, 우리는 NetHack, Zangband를 가지고 있으며, 그들은 모두이 문제를 어떻게 든 처리했습니다 :)

어떤 알고리즘을 추천 할 수 있습니까?

내 요구를 들어, 나는 정의 할 것이다 볼 이 같은 : 타일의 일부 (예를 들어 코너) 적어도 장애물의 교차하지 않는 직선으로 플레이어 타일의 중심에 연결할 수 있습니다 때 타일을 볼 수 있습니다.

visible 정의는 다음과 같습니다.

타일의 적어도 일부 (예 : 코너)가 장애물과 교차하지 않는 직선으로 플레이어 타일의 중앙에 연결될 수있을 때 타일이 보입니다.

플레이어 타일에서 광선을 추적하고 장면과 교차시킴으로써이 개념을 문자 그대로 구현할 수 있습니다. 플레이어가 직접 볼 수있는 타일에만 관심이 있기 때문에 광선이 장애물에 닿거나 특정 거리 임계 값을 초과하면 각 반복에서 벗어날 수 있습니다. 나는 당신을 위해 과정을 나눌 것입니다 :

1. 알고리즘에 제공 할 정밀도 수준을 지정하십시오. 이것은 추적 할 광선의 수입니다.
2. 360도 원을 선택한 정밀도로 나눠 각 광선 사이에서 회전 할 각도 수를 알 수 있습니다.
3. 0도에서 시작하여 2 단계에서 결정된 양만큼 증가하고, 플레이어 타일의 중심에서 원점과 현재 각도에 의해 결정된 방향으로 광선을 만듭니다.
4. 플레이어 타일에서 시작하여 각 광선에 대해 장애물 타일을 칠 때까지 광선의 방향을 따라 걷 습니다. 타일을 보이는 타일 목록에 추가하고 다음 광선으로 진행하십시오. 충돌이없는 경우 "포기"하기 위해 최대 거리를 추가 할 수도 있습니다.

다음은 3 가지 예제 광선을 보여주는 그림입니다. 어두운 색의 타일은 각 광선의 "결과", 즉 충돌이 발생한 위치입니다. 그래도 서클 주위에서 이것을 반복해야합니다.

성능을 위해 최대 거리와 광선 수를 조정하십시오. 너무 작아서 타일을 너무 많이 놓치면 성능이 저하됩니다. 또한 광선이 가장 멀리 이동해야할수록 "오류"가 커지고 더 정밀해야합니다.

편집하다

알고리즘의 교차 비트를 구현하는 데 도움이되도록 다음 3 단계, 4 단계의 레이 캐스팅에 대한 자습서를 확인하십시오.

http://www.permadi.com/tutorial/raycast/rayc7.html

시선 대신 그림자 광선을 드리 우고 싶습니다.

이것이 뷰 영역 (가시적으로 보이는 영역)이라고 가정하겠습니다.

######################
#####.............####
###................###
##..................##
#....................#
#....................#
#..........@.........#
#....................#
#....................#
##..................##
###................###
#####.............####
######################

# 블록은 동안 보이지 않습니다. 보인다

장애물 X를 넣자 :

######################
#####.............####
###................###
##.....X.....XXX....##
#......X.......X.....#
#...X.XX.............#
#...X......@.........#
#...X..........X.....#
#...XXXXXX...........#
##..................##
###....X...........###
#####.............####
######################

보기 영역 내에있는 X 목록이 있고이 장애물 각각 뒤에있는 모든 타일을 숨겨둔 것으로 표시합니다. 장애물이 숨겨져있는 것으로 표시되면 목록에서 제거합니다.

######################
#####.............####
###................###
##.....X.....XXX....##
#......X.......X.....#
#...X.XX.............#
#...X......@.........#
#...X..........X.....#
#...XXXXX*...........#
##......##..........##
###....*#..........###
#####.###.........####
######################

위의 예에서 맨 아래 벽의 가장 오른쪽에 드리운 그림자와이 그림자가 확인해야하는 장애물 목록에서 숨겨진 장애물을 삭제하는 방법을 볼 수 있습니다 (X 확인해야 함; * 확인 됨).

이진 partiton을 사용하여 목록을 정렬하면 가장 성가신 X를 먼저 확인하면 검사 속도가 약간 빨라질 수 있습니다.

일종의 "해군 전투"알고리즘을 사용하여 한 번에 X 블록을 검사 할 수 있습니다 (기본적으로 그림자 원뿔을 더 넓게 만들 수있는 방향에있는 외부 X 찾기)

[편집하다]

그림자를 올바르게 투사하려면 두 개의 광선이 필요하며 타일이 직사각형이므로 사용 가능한 대칭을 사용하여 많은 가정을 수행 할 수 있습니다.

장애물 타일 주위의 간단한 공간 분할을 사용하여 광선 좌표를 계산할 수 있습니다.

각 직사각형 영역은 타일 모서리에서 그림자 원뿔 가장자리로 간주해야 할 항목을 선택합니다.

이 추론은 여러 개의 인접한 타일을 연결하고 다음과 같이 하나의 더 넓은 원뿔을 캐스팅하도록 추가로 푸시 될 수 있습니다.

첫 번째 단계는 관찰자 방향을 향한 장애물이 없도록하는 것입니다.이 경우 가장 가까운 장애물이 대신 고려됩니다.

노란색 타일이 장애물이면 해당 타일이 새 빨간색 타일이됩니다.

이제 상단 원뿔 가장자리를 고려하십시오.

파란색 타일은 그림자 원뿔을 더 넓게 만들 수있는 모든 후보입니다. 하나 이상이 장애물 인 경우 이전에 본 타일 주위의 공간을 사용하여 광선을 이동할 수 있습니다.

녹색 타일은 관찰자가 다음 주황색 선 위에있는 경우에만 후보입니다.

다른 장애물과 적색 장애물에 대한 관찰자의 다른 위치도 마찬가지입니다.

기본 아이디어는 각 콘 캐스팅에 가능한 한 많은 영역을 다루고 확인해야 할 장애물 목록을 가능한 빨리 단축하는 것입니다.

해결하려는 문제를 FOV (Field of View)라고도합니다. RogueBasin 위키가 주제에 대해 무엇을 말해야하는지 (구현에 대한 링크가 있음) 살펴보아야합니다. http://www.roguebasin.com/index.php?title=Field_of_Vision

장단점이 서로 다른 알고리즘이 몇 가지 있습니다. RogueBasin에서도 매우 편리한 비교를 수행 할 수 있습니다 .

또한 작동하는 데모가있는 것을 발견했습니다.

http://www.redblobgames.com/articles/visibility/

http://blogs.msdn.com/b/ericlippert/archive/2011/12/12/shadowcasting-in-c-part-one.aspx 가 나머지 시리즈 와 함께 유용하다는 것을 알 수 있습니다 .