CN112386908B - 一种3d游戏地图中河流截面样式的生成方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种3D游戏地图中河流截面样式的生成方法及装置，其首先在地图上生成河流路径，然后将河流路径上的点深度值标记为1，其余点的深度值标记为0，接着计算所有点的函数值，最后每个点的函数值、初始深度值以及周围点的函数值和初始深度值，计算出该点的最终深度度，并根据该深度值生成河流截面样式。本发明通过计算每个点其周围点被河流路径影响值的总和，这样考虑周围点对当前点的影响，控制点高度的变化幅度，能够有效防止点的高度变化过大影响最终效果，也剔除参考值带来的影响，只受到函数表现形式带来的影响，能够更方便的控制河流截面的表现，也可以更好的控制河流的宽度、深度等。

Description

一种3D游戏地图中河流截面样式的生成方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机游戏处理领域，具体涉及一种3D游戏地图中河流截面样式的生成方法及装置。
背景技术
河流是游戏地图中比较重要的部分，在视觉方面，河流提供了更加丰富的游戏内容；河流截面样式指的是河流横截面的形状，该形状是3D游戏中河流整体表现效果的重要组成部分，如图1所示。
河流样式的生成处理本质上是河流点高度值的计算，最终整体表现为河流样式。目前常用的高度生成方式为基于高度图的高度生成方式，其一般采用的方法是利用软件如3Dmax创建对应的3D模型，根据模型导出对应的高度图，成本较高。高度图是一张图片，每个像素存储一定的信息，可以是RGBA信息，可以是单数值信息，根据一定的计算方法转化为高度值信息，操作较为耗时。通过图中像素信息来计算对应的高度值，但能达到预期效果的高度图生成较为复杂，调整起来也比较麻烦，像素的微小变化在实际场景中可能会带来很大的视觉变化。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种成本低且调整方便的3D游戏地图中河流截面样式的生成方法及装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种3D游戏地图中河流截面样式的生成方法，其包括以下步骤：
步骤1、定义地图为平面内离散点的集合，获取地图所有点的数据，每个点的数据包括该点的位置信息以及深度值；
步骤2、初始化地图上所有点的深度值，将深度值标记为0；
步骤3、生成河流路径，该河流路径为河流的顶点序列；将河流路径的顶点的深度值标记为1；
步骤4、设置函数，并根据函数计算地图上所有点的深度值；
步骤4.1、初始化函数以及相关参数；
步骤4.2、根据函数计算地图上所有点的函数值并存储；
步骤4.3、对于地图上的某个点，根据初始深度值数据横向计算一次深度值；
首先，取该点的横向两侧的点，每一侧的点的个数为range个，加上该点共2*range+1个点；然后，获取该2*range+1个点的函数值，其中，range为河流横截面宽度；接着，将该2*range+1个点的初始深度值与对应的函数值相乘，将得到的乘积进行求和，得到该点的横向深度值；
步骤4.4、对于上述点，根据横向深度值计算纵向深度值；
首先，取该点的纵向两侧的点，每一侧的点的个数为range个，加上该点共2*range+1个点；然后，获取该2*range+1个点的函数值；接着，将该2*range+1个点的横向深度值与对应的函数值相乘，将得到的乘积进行求和，得到该点的纵向深度值；
步骤4.5、上一步骤计算得到的纵向深度值为该点的深度值，重复步骤4.3-4.5，直至计算出地图上所有点的深度值；
步骤5、深度归一化：调整所有点的深度值使最低点深度为设置的最大深度；
步骤6、根据计算出的河流深度值生成河流截面样式。
所述步骤4.1中，初始化的相关参数至少包括河流横截面宽度range。
所述步骤4中，函数为高斯函数：f(x)=a*e-((x-b)^2)/2(c^2)其中，x为变量，a、b、c为常数。
所述高斯函数中b取值为3-7，c取值则不小于0.1。
所述步骤4中，函数为正弦或余弦函数：f(x)=a*sin(bx + c) + d或者f(x)=a*cos(bx + c) + d，其中，a、b、c、d为常数。
一种3D游戏地图中河流截面样式的生成装置，其包括河流路径生成模块、初始化模块、函数值计算模块、深度值计算模块、归一化处理模块和河流截面样式生成模块；
所述河流路径生成模块，用于生成河流路径，该河流路径为河流的顶点序列；
所述初始化模块，用于初始化地图上所有点的深度值，将河流路径的顶点的深度值标记为1，其余点的深度值标记为0；以及用于初始化函数以及相关参数；
所述函数值计算存储模块，用于计算地图上所有点的函数值，并进行存储；
所述深度值计算模块，用于根据初始深度值和函数值计算地图上所有点的深度值：
对于地图中的每一个点，获取该位置向横向两侧的点，个数为每一侧range个，加上该点总共2 * range + 1个点，range为河流横截面宽度；然后获取该2 * range + 1个点对应的函数值；接着将所有点的初始深度值与对应函数值相乘，将得到的乘积求和，为该位置的计算所得的横向深度值；
对于地图中的每一个点，获取该位置向纵向两侧的点，个数为每一侧range个，加上该点总共2 * range + 1个点；然后获取该2 * range + 1个点对应的函数值；接着将所有点的横向计算得到的深度值与对应函数值相乘，将得到的乘积求和，为该位置的计算得到的深度值；
所述归一化处理模块，用于调整深度值计算模块计算得出的所有点的深度值，使最低点的深度值为设置的最大深度；
所述河流截面样式生成模块，用于根据所述归一化处理模块处理后的深度值生成河流截面样式。
所述初始化模块进行初始化的相关参数至少包括河流横截面宽度range。
一种计算机软件程序产品，所述计算机软件程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如上所述的河流截面样式的生成方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如上所述的河流截面样式的生成方法。
一种计算机处理设备，其包括处理器、存储器、显示器和系统总线，所述处理器、显示器以及所述存储器通过系统总线连接；
所述存储器用于存储一个或多个软件程序，所述一个或多个软件程序包括，所述指令被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的河流截面样式的生成方法。
采用上述方案后，本发明首先在地图上生成河流路径，然后将河流路径上的点深度值标记为1，其余点的深度值标记为0，接着计算所有点的函数值，最后每个点的函数值、初始深度值以及周围点的函数值和初始深度值，计算出该点的最终深度度，并根据该深度值生成河流截面样式。
一、本发明使用标记值计算高度信息，节省了高度图取信息等一些开销，降低了河流截面样式生成的成本；本发明首先计算地图上的函数值并储存，后续用到时直接进行调取，避免重复计算，降低消耗。
二、本发明通过计算每个点其周围点被河流路径影响值的总和，这样考虑周围点对当前点的影响，控制点高度的变化幅度，能够有效防止点的高度变化过大影响最终效果，也剔除参考值带来的影响，只受到函数表现形式带来的影响，能够更方便的控制河流截面的表现，也可以更好的控制河流的宽度、深度等。
三、函数的形状决定了河流的样式表现，本发明可以通过改变函数，实现风格迥异的河流样式，满足不同项目的不同需求。
附图说明
图1为河流截面样式的示意图；
图2为本发明的方法流程图；
图3为本发明易实施例的河流深度计算示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明揭示了一种3D游戏地图中河流截面样式的生成方法，其包括以下步骤：
步骤1、定义地图为平面内离散点的集合，获取地图所有点的数据，每个点的数据包括该点的位置信息以及深度值；位置信息为该点的索引；深度值为参考值或标记值，用于标记点对应的信息。
步骤2、初始化地图所有点的深度值，将深度值标记为0。
步骤3、生成河流路径，生成结果为顶点序列；并将顶点序列中的点对应的深度值标记为1。
本发明中，对河流路径的生成方法不作限定，只要可以生成河流路径即可。较常见的河流路径生成方法有以下几种：基于拓扑图结构的随机路径生成，例如以维诺图区域边为基础的河流生成；基于随机地形以及寻路算法生成两点之间的河流；基于分形的中点偏移算法。这里的河流路径表现为顶点之间连线构成的折线，不考虑河流的宽度等信息，只考虑构成河流的基本路径点。
步骤4、设置函数，并根据函数计算地图上所有点的深度值；
步骤4.1、初始化函数以及参数；
步骤4.2、根据函数计算地图上所有点的函数值并存储；
步骤4.3、对于地图上的某个点，根据初始深度值数据横向计算一次深度值；
首先，取该点的横向两侧的点，每一侧的点的个数为range个，加上该点共2*range+1个点；然后，获取该2*range+1个点的函数值，其中，range为河流横截面宽度；接着，将该2*range+1个点的初始深度值与对应的函数值相乘，将得到的乘积进行求和，得到该点的横向深度值；
步骤4.4、对于上述点，根据横向深度值计算纵向深度值；
首先，取该点的纵向两侧的点，每一侧的点的个数为range个，加上该点共2*range+1个点；然后，获取该2*range+1个点的函数值；接着，将该2*range+1个点的横向深度值与对应的函数值相乘，将得到的乘积进行求和，得到该点的纵向深度值；
步骤4.5、上一步骤计算得到的纵向深度值为该点的深度值，重复步骤4.3-4.5，直至计算出地图上所有点的深度值；
步骤5、深度归一化：调整所有点的深度值使最低点深度为设置的最大深度。
步骤6、根据计算出的河流深度值生成河流截面样式。
上述步骤计算得到了地图所有点的深度值，通过定义最低点在三维场景中的高度，计算出地图中所有点在三维场景中的高度，用这些离散点构建地形网格。在垂直于某一段河流路径的方向上得到河流部分网格的切面形状，与使用的函数基本一致，从而得到基于函数的河流截面样式。
上述步骤4中所采用的函数可以根据实际需求设定，为详尽该内容，以下将列举该函数的集中实施方式。
在本发明的一实施例中，步骤4中所采用的函数为高斯函数，该高斯函数的形式为：f(x)=a*e-((x-b)^2)/2(c^2)
其中，x为变量,a、b、c均为常数，常数a可以调整函数的高度，常数b决定函数的位置，即函数极值和对称轴所对应的横坐标，其取值为3-7；常数c决定函数的幅度，即函数变化的快慢，c越小，函数变化越快，其取值不小于0.1。
本实施例中，在进行初始化时，将range设置为5，常数b设置为5，常数c设置为3，常数a随机选取一个数即可。基于该函数以及初始化条件得到的河流截面样式如图3所示。
在本发明的另一实施例中，步骤4所采用的函数为正弦或余弦函数，其形式为：f(x)=a*sin(bx + c) + d或者f(x)=a*cos(bx + c) + d，其中，a、b、c、d为常数，a决定函数幅度，b决定函数频率，c为函数横向偏移，d为函数纵向偏移。
本实施中，以余弦函数为例，初始化时，需初始化河流横截面宽度range，常数a为1，常数b为π/range，常数c=0，常数d=0.5，那么初始化后的函数为余弦函数f(x) =cos(π*x/range) + 0.5，π为圆周率，离散值对应的x范围为-range<=x<=range，总数为2*range+1个。
上述两个实例中，函数变量x为函数图像空间内函数点对应的横坐标。由函数式可得函数对称轴横坐标，第一个实例对称轴x = 5，第二个实力对称轴x = 0；根据range与对称轴横坐标可得x的取值范围；根据取值范围与函数式，可以还原该范围内的函数图像；根据变量取值范围可以取得离散的函数值，进行步骤4对应的计算，可以将函数图像表现叠加到地图上，完成构建。
离散点为计算方便，取整数，则第二个实例中x取值为（-5，5），共计11个离散值。
本发明使用标记值计算高度信息，节省了高度图取信息等一些开销，降低了河流截面样式生成的成本；本发明首先计算地图上的函数值并储存，后续用到时直接进行调取，避免重复计算，降低消耗。此外，本发明通过计算每个点其周围点被河流路径影响值的总和，这样考虑周围点对当前点的影响，控制点高度的变化幅度，能够有效防止点的高度变化过大影响最终效果，也剔除参考值带来的影响，只受到函数表现形式带来的影响，能够更方便的控制河流截面的表现，也可以更好的控制河流的宽度、深度等。另，函数的形状决定了河流的样式表现，本发明可以通过改变函数，实现风格迥异的河流样式，满足不同项目的不同需求。
基于同一发明构思，本发明还揭示了一种3D游戏地图中河流截面样式的生成装置，其包括河流路径生成模块、初始化模块、函数值计算模块、深度值计算模块、归一化处理模块和河流截面样式生成模块。
所述河流路径生成模块，用于生成河流路径，该河流路径为河流的顶点序列；
所述初始化模块，用于初始化地图上所有点的深度值，将河流路径的顶点的深度值标记为1，其余点的深度值标记为0；以及用于初始化函数以及相关参数；该相关参数至少包括河流横截面宽度range；
所述函数值计算存储模块，用于计算地图上所有点的函数值，并进行存储；
所述深度值计算模块，用于根据初始深度值和函数值计算地图上所有点的深度值：
对于地图中的每一个点，获取该位置向横向两侧的点，个数为每一侧range个，加上该位置总共2 * range + 1个点，range为河流横截面宽度；然后获取该2 * range + 1个点对应的函数值；接着将所有点的初始深度值与对应函数值相乘，将得到的乘积求和，为该位置的计算所得的横向深度值；
对于地图中的每一个点，获取该位置向纵向两侧的点，个数为每一侧range个，加上该位置总共2 * range + 1个点；然后获取该2 * range + 1个点对应的函数值；接着将所有点的横向计算得到的深度值与对应函数值相乘，将得到的乘积求和，为该位置的计算得到的深度值；
所述归一化处理模块，用于调整深度值计算模块计算得出的所有点的深度值，使最低点的深度值为设置的最大深度；
所述河流截面样式生成模块，用于根据所述归一化处理模块处理后的深度值生成河流截面样式。
进一步地，本发明还揭示了一种计算机软件程序产品，其在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如上所述的河流截面样式的生成方法。
本发明还揭示了一种计算机可读存储介质，其存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如上所述的河流截面样式的生成方法。
本发明还揭示了一种计算机处理设备，其包括处理器、存储器、显示器和系统总线，所述处理器、显示器以及所述存储器通过系统总线连接；
所述存储器用于存储一个或多个软件程序，所述一个或多个软件程序包括，所述指令被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的河流截面样式的生成方法。
综上，本发明的关键在于，本发明首先在地图上生成河流路径，然后将河流路径上的点深度值标记为1，其余点的深度值标记为0，接着计算所有点的函数值，最后每个点的函数值、初始深度值以及周围点的函数值和初始深度值，计算出该点的最终深度度，并根据该深度值生成河流截面样式。本发明通过计算每个点其周围点被河流路径影响值的总和，这样考虑周围点对当前点的影响，控制点高度的变化幅度，能够有效防止点的高度变化过大影响最终效果，也剔除参考值带来的影响，只受到函数表现形式带来的影响，能够更方便的控制河流截面的表现，也可以更好的控制河流的宽度、深度等。
以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种3D游戏地图中河流截面样式的生成方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、定义地图为平面内离散点的集合，获取地图所有点的数据，每个点的数据包括该点的位置信息以及深度值；
步骤2、初始化地图上所有点的深度值，将深度值标记为0；
步骤3、生成河流路径，该河流路径为河流的顶点序列；将河流路径的顶点的深度值标记为1；
步骤4、设置函数，并根据函数计算地图上所有点的深度值；
步骤4.1、初始化函数以及相关参数；
所述初始化的相关参数至少包括河流横截面宽度range；
所述函数为高斯函数：f(x)=a*e-((x-b)^2)/2(c^2)，其中，x为变量，a、b、c为常数；
或者，所述函数为正弦或余弦函数：f(x)=a*sin(bx + c) + d或f(x)=a*cos(bx + c)+ d，其中，a、b、c、d为常数；
步骤4.2、根据函数计算地图上所有点的函数值并存储；
步骤4.3、对于地图上的某个点，根据初始深度值数据横向计算一次深度值；
首先，取该点的横向两侧的点，每一侧的点的个数为range个，加上该点共2*range+1个点；然后，获取该2*range+1个点的函数值，其中，range为河流横截面宽度；接着，将该2*range+1个点的初始深度值与对应的函数值相乘，将得到的乘积进行求和，得到该点的横向深度值；
步骤4.4、对于上述点，根据横向深度值计算纵向深度值；
首先，取该点的纵向两侧的点，每一侧的点的个数为range个，加上该点共2*range+1个点；然后，获取该2*range+1个点的函数值；接着，将该2*range+1个点的横向深度值与对应的函数值相乘，将得到的乘积进行求和，得到该点的纵向深度值；
步骤4.5、上一步骤计算得到的纵向深度值为该点的深度值，重复步骤4.3-4.5，直至计算出地图上所有点的深度值；
步骤5、深度归一化：调整所有点的深度值使最低点深度为设置的最大深度；
步骤6、根据计算出的河流深度值生成河流截面样式。
2.根据权利要求1所述的一种3D游戏地图中河流截面样式的生成方法，其特征在于：高斯函数中b取值为3-7，c取值则不小于0.1。
3.一种3D游戏地图中河流截面样式的生成装置，其特征在于：包括河流路径生成模块、初始化模块、函数值计算模块、深度值计算模块、归一化处理模块和河流截面样式生成模块；
所述河流路径生成模块，用于生成河流路径，该河流路径为河流的顶点序列；
所述初始化模块，用于初始化地图上所有点的深度值，将河流路径的顶点的深度值标记为1，其余点的深度值标记为0；以及用于初始化函数以及相关参数；该初始化的相关参数至少包括河流横截面宽度range；所述函数为高斯函数：f(x)=a*e-((x-b)^2)/2(c^2)，其中，x为变量，a、b、c为常数；或者，所述函数为正弦或余弦函数：f(x)=a*sin(bx + c) + d或f(x)=a*cos(bx + c) + d，其中，a、b、c、d为常数；
所述函数值计算存储模块，用于计算地图上所有点的函数值，并进行存储；
所述深度值计算模块，用于根据初始深度值和函数值计算地图上所有点的深度值：
对于地图中的每一个点，获取该点向横向两侧的点，个数为每一侧range个，加上该点总共2 * range + 1个点，range为河流横截面宽度；然后获取该2 * range + 1个点对应的函数值；接着将所有点的初始深度值与对应函数值相乘，将得到的乘积求和，为该点的计算所得的横向深度值；
对于地图中的每一个点，获取该点向纵向两侧的点，个数为每一侧range个，加上该点总共2 * range + 1个点；然后获取该2 * range + 1个点对应的函数值；接着将所有点的横向计算得到的深度值与对应函数值相乘，将得到的乘积求和，为该点的计算得到的深度值；
所述归一化处理模块，用于调整深度值计算模块计算得出的所有点的深度值，使最低点的深度值为设置的最大深度；
所述河流截面样式生成模块，用于根据所述归一化处理模块处理后的深度值生成河流截面样式。
4.根据权利要求3所述的一种3D游戏地图中河流截面样式的生成装置，其特征在于：高斯函数中b取值为3-7，c取值则不小于0.1。
5.一种计算机软件程序产品，其特征在于：所述计算机软件程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如权利要求1-2任一所述的河流截面样式的生成方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如权利要求1-2任一所述的河流截面样式的生成方法。
7.一种计算机处理设备，其特征在于：包括处理器、存储器、显示器和系统总线，所述处理器、显示器以及所述存储器通过系统总线连接；
所述存储器用于存储一个或多个软件程序，所述一个或多个软件程序包括指令，所述指令被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1-2任一所述的河流截面样式的生成方法。
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