Minecraft地形生成分析(1)-世界本原

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Now the earth was formless and empty, darkness was over the surface of the deep, and the Spirit of God was hovering over the waters.

在介紹地形生成前，我覺得有必要介紹一下minecraft中和地形相關的基本概念

基本概念

minecraft數據基本存儲結構

我們知道minecraft的地圖是由一個一個block組成，16x16x16個block組成一個section，16個section垂直排列組成一個chunk，chunk也就是我們常說的區塊，區塊的大小是16x16x256。已經生成的chunk數據存儲在文件中，未生成的不會被存儲。

block數據

每個block數據主要包括block id和meta數據，當然在傳輸過程中還會有skylight數據。

blockid用來區分區分不同種類的方塊，metavalue用來區分每一大類方塊具體數值，例如燃燒著的熔爐和普通熔爐。例如方塊的朝向。

在mc源碼中，IBlockState是BlockState的interface。主要負責表示block的屬性的抽象。

Block類則表示某一個具體的方塊。

chunk數據

每個chunk的數據包含了16x16x256的block，它也是地圖傳輸與存儲的基本單位。用戶登入伺服器後，伺服器會將user所在點周圍chunk傳給客戶端。

Minecraft中chunk有兩種表示方式，一種是Chunk，一種是ChunkPrimer。

ChunkPrimer包含的內容比較簡單，僅僅包含方塊ID。

Chunk包含的這個chunk幾乎所有數據。

ChunkPrimer

public class ChunkPrimer{ private static final IBlockState DEFAULT_STATE = Blocks.AIR.getDefaultState(); private final char[] data = new char[65536]; public IBlockState getBlockState(int x, int y, int z); public void setBlockState(int x, int y, int z, IBlockState state); private static int getBlockIndex(int x, int y, int z); /** * 從天空中的最高方塊倒數，找到第一個非空氣方塊 */ public int findGroundBlockIdx(int x, int z);}

Chunk大概這樣子

public class Chunk{ private static final Logger LOGGER = LogManager.getLogger(); public static final ExtendedBlockStorage NULL_BLOCK_STORAGE = null; /** * 用於存儲方塊ID，方塊MSB，天光圖，方塊塊亮度圖和元數據。 每個條目對應一個 * 16x16x16方塊垂直堆疊的邏輯段。 */ private final ExtendedBlockStorage[] storageArrays; /**包含每個區塊的生物群系ID，XZ平面上的16x16個ID。 */ private final byte[] blockBiomeArray; /** A map, similar to heightMap, that tracks how far down precipitation can fall. */ private final int[] precipitationHeightMap; /** 哪些列需要更新skylightMaps */ private final boolean[] updateSkylightColumns; /** 此Chunk當前是否已載入到World */ private boolean loaded; /** World 對象的引用 */ private final World world; private final int[] heightMap; /** 區塊的x坐標 */ public final int x; /** 區塊的z坐標 */ public final int z; private boolean isGapLightingUpdated; /** 這個區塊中的ChunkPositions到TileEntities的映射 */ private final Map<BlockPos, TileEntity> tileEntities; /** 包含此區塊中的實體的數組。 每個List代表一個16個方塊的子區塊。 */ private final ClassInheritanceMultiMap<Entity>[] entityLists; /** 指示是否地形被填充。 */ private boolean isTerrainPopulated; private boolean isLightPopulated; private boolean ticked; /** 如果塊已被修改並且需要在內部更新，則設置為true */ private boolean dirty; /** 這個Chunk是否有任何實體，並因此需要每tick進行保存 */ private boolean hasEntities; /** World.worldTime上次保存此區塊時的時間 */ private long lastSaveTime; /** 高度圖中的最小值 */ private int heightMapMinimum; /** 玩家在此塊中的累計tick數 */ private long inhabitedTime; /** Contains the current round-robin relight check index, and is implied as the relight check location as well. */ private int queuedLightChecks; /** 包含等待創建的tile entity的位置的隊列 */ private final ConcurrentLinkedQueue<BlockPos> tileEntityPosQueue; public boolean unloadQueued;}

我就不貼全了，Chunk類的方法實在太多了。

一般mc會在地形生成的過程中先用ChunkPrimer生成基本的方塊數據，然後用ChunkPrimer構造Chunk放入World中。

minecraft坐標系統

對於minecraft中坐標，玩家們應該都很熟悉。

• X - 顯示你在地圖上的 東/西 位置. 正數表示東.負數表示西.
• Y - 顯示你在地圖上的海拔高度. 整數表示位於地面上.負數表示位於地面下.
• Z - 顯示你在地圖上的 南/北 位置. 正數表示南.負數表示北.

Minecraft的源碼中有BlockPos和ChunkPos兩個類，分別表示Block在World中的坐標，Chunk在World中的坐標。chunk在world中的坐標相當於chunk內xz負半軸方向角落上方塊的坐標除16（此處不準確，負數減一）。