程序生成：探索其优势，劣势和决议

程序一代彻底改变了现代游戏的开发，从而提供了通过算法而不是手动设计制成的无尽多样性和广阔世界的魅力。从Minecraft的广阔景观到No Man's Sky的不同星系，这项技术为玩家的探索和发现提供了。但是，利用算法的力量伴随着自己的一系列挑战。本文探讨了程序生成的领域，强调了其潜在的陷阱，并探索了创造真正引人入胜的游戏体验的有效策略。

了解程序生成

什么是程序发电？

从本质上讲，过程产生涉及内容的算法创建。在游戏开发中，这意味着通过代码自动生成级别，风景，物品，角色，音乐或其他游戏元素，而不是手工制作它们。这种方法的魔力在于它能够创建庞大，独特和不可预测的游戏世界，同时减少了对手动内容创建的依赖，这既耗时又昂贵。以Minecraft为例。它的程序上的一代几乎是无限的景观，充满了不同的生物群体，山脉，洞穴和海洋，确保每个世界都是新鲜的体验。

这对于将程序的产生与单纯的随机性区分开是至关重要的。尽管随机性通常在程序算法中起作用，但真正定义的是规则和约束的结构化应用。一个纯粹的随机世界可能只不过是混乱的噪音，而精心设计的程序系统会产生既多样化又连贯的内容，并遵守基本设计原则，以创造凝聚力和引人入胜的体验。

区分程序上的生成与艺术家的内容

关键区别在于内容的来源。凭借艺术家创作的内容，一组设计师团队精心制作了从级别的布局到角色外观的每个细节。相反，程序生成使计算机能够使用算法自动生成这些元素。

考虑像战神ragnarok这样的游戏，那里的环境是由艺术家精心设计和手工制作的。尽管某些元素（例如叶子放置）可能会在一定程度上使用程序技术，但总体设计主要是由人类艺术驱动的。这提供了对玩家体验的无与伦比的控制，并允许精心策划的时刻和视觉讲故事。

另一方面，程序生成放弃了一些直接控制，而是依靠算法根据一组规则来创建各种环境。这可能会导致意外的发现和一种纯粹由艺术家的内容而难以实现的探索感。但是，这也需要专注于仔细设计基础算法，以确保质量一致，并避免产生不易玩或无趣的方案。

驯服混乱：有效的程序生成策略

实施范围约束

范围约束定义了算法可以运行的随机值的边界。例如，在产生地形高度时，开发人员可以设置最小和最大的海拔，以防止过度高的山脉或深山谷。这有助于保持现实感，并确保产生的景观保持可遍历和视觉吸引力。

通过限制可能的值范围，范围约束有助于防止极端或不良结果。它们对于控制直接影响玩家体验的参数特别有用，例如敌人遇到的频率，资源的密度或地牢的大小。在使用范围约束时，您可能必须努力工作才能平衡游戏。

最好的程序生成可以手动完成，只要可用的数量和变化太大，一个人无法自行管理。

GPU编程中的平行还原算法

在GPU上执行程序生成时，传统的基于CPU的算法可能会成为瓶颈。并行还原算法通过利用GPU的大量并行处理能力来提供有效的解决方案。

考虑在大数据集中找到最小值或最大值。 CPU上的顺序方法将通过每个元素迭代，将其与当前的最小值或最大值进行比较。对于非常大的数据集，这种方法可能很慢。相比之下，并行还原将数据集划分为较小的块，将每个块分配给GPU上的单独线程。然后，每个线程在其分配的块上执行最小或最大计算。然后将每个线程的结果组合成一系列步骤，直到获得单个最小值或最大值。这种方法大大减少了找到最小值或最大值所需的时间，尤其是对于经常在程序生成中遇到的大量数据集所需的时间。并行降低的效率和可扩展性使其成为游戏开发人员利用GPU的力量来创建程序性内容的关键工具。

理解和利用共享内存

共享内存，也称为本地内存，为工作组中的线程提供了一种快速有效的方法来通信和共享数据。与GPU上所有线程都可以访问的全局内存不同，共享内存是每个工作组的私有内存，从而导致延迟较低。

对于过程生成算法，共享内存可用于缓存经常访问的数据，例如生成世界特定区域的坐标，这将有助于减少对全局内存较慢的访问的数量。当结合并行降低结合使用时，共享内存可用于存储中间结果，使工作组在工作组中快速结合其发现并有效地计算最终最小值或最大值。虽然使用共享内存很重要，但更多的是利用硬件可用的内容。

创建程序生成的步骤

创建程序生成的步骤

1. 用良好的代码奠定基础：从坚固的基础开始，了解代码如何影响您的游戏以及使用有效，有效的代码结构。这将很重要，因为您正在尝试优化游戏。
2. 应用范围限制：限制范围将使代码具有上限和下限，从而使其变得不那么混乱，更易于管理。
3. 使用共享内存：在并行代码中使用共享内存大大降低了计算成本。

为创建程序生成内容的软件定价

定价

软件定价因一次性而异。通常使这种代码风格的软件包括Unity，虚幻引擎和其他游戏创建程序。价格随您计划的需求而差异很大。请务必免费使用教育包。

程序生成：平衡利益和缺点

优点

• 潜在的无限内容变化
• 减少手动设计时间和成本
• 促进新兴的游戏体验
• 实现真正庞大，广阔的游戏世界

缺点

• 如果无法正确控制
• 需要仔细设计和实施基础算法
• 可能需要额外的计算成本才能实时做得好
• 可以被视为没有艺术风格的不真实

核心功能

程序生成的代码

这些程序具有可以制作各种游戏的功能。许多独立游戏都使用程序生成来建立水平或景观。

程序生成的常见用例

程序代码

尽管存在许多不同的用例，但诸如Unity之类的代码允许用户使用级别和风景等程序内容制作游戏。

常见问题

有哪些流行的游戏利用程序发电？

几个受欢迎的游戏成功地采用了程序生成。 Minecraft以其程序生成的世界而闻名，提供了不同的景观和生物群落。没有人的天空利用程序生成来创造其广阔而易于探索的行星，动植物。矮堡垒和Rimworld利用程序发电来产生复杂的故事情节和独特的世界国家。这些游戏都融合了手工制作的内容和程序生成。

程序发电适合所有类型的游戏吗？

程序生成非常适合强调探索，发现和可重播性的游戏。但是，具有强烈叙事重点或对精心设计的环境的需求的游戏可能从艺术家作者的内容中受益更多。选择取决于游戏的特定设计目标。

随机发电和程序发电有什么区别？

随机生成仅依赖于随机数，导致不可预测但通常不连贯的内容。另一方面，程序生成使用具有预定义规则和参数的算法来生成内容，从而创造了更具结构化和一致的体验。

相关问题

程序生成开发所需的关键技能是什么？

有效的程序生成开发需要编程技能，数学知识和艺术敏感性的融合。精通C ++或C＃等编程语言对于实现算法至关重要。理解诸如分形，噪声功能和概率分布之类的数学概念可以大大提高生成内容的质量和复杂性。同样重要的是对设计的敏锐眼光和对玩家体验的深刻了解。程序发电可能会制作出色的游戏，但是您需要很好地实现它并知道自己在做什么。关键是尽可能尽力而为。