Génération aléatoire d'un terrain : Cellular Automaton  

  Haxe   Apr 15, 2012

Cette méthode est utilisée dans beaucoup de domaines comme par exemple les maths, la physique…

Elle consiste à avoir une grille contenant des cellules, chacune ayant un état (dans notre cas eau/terre).

Pour chaque cellule, on regarde l’état des cellules voisines pour déterminer son nouvel état. Si une cellule est entourée d’au moins 5 cellules de type terre, alors la cellule est transformée en cellule terre, sinon on la passe en cellule de type eau.

Voici un exemple en 8 passes :

Pour plus de renseignements sur cette méthode : [Cellular Automaton](http://en.wikipedia.org/wiki/Cellular_automaton) (ou Automate Cellulaire en français).

Il y a deux façons de procéder lors du traitement des données :

  • Pour chaque cellule, faire le traitement et modifier directement les données du tableau (et donc prendre le nouvel état en considération lors du traitement de la cellule suivante)</li>
  • On traite les données à un instant t.

C’est cette deuxième solution que nous allons utiliser.

Génération aléatoire du tableau

Dans un premier temps, nous devons donc générer aléatoirement des données dans notre tableau initial.

Pour ce faire, nous avons besoin d’un ratio pour nos cellules de type terre.

public static var LAND_RATIO : Float = 0.50;

Nous avons besoin d’un enum listant les états possibles pour chaque cellule (seul l’enum sera utilisé, le reste servira lors de l’affichage des données) :

package ;

enum CellType {
    land;
    water;
}

class CellTypes implements haxe.Public
{
    /**
     * Retourne la valeur sous forme de chaîne
     * de caractères pour un type donné
     */
    static function toString( t: CellType ) : String
    {
        return switch(t)
        {
            case land : 'land';
            case water : 'water';
        }
    }

    /**
     * Retourne la couleur pour un type donné
     */
    static function toColor( t: CellType ) : UInt
    {
        return switch(t)
        {
            case land : 0x00ff00;
            case water : 0x0000ff;
        }
    }
}

Puis nous générons les données :

var cells : Array< Array< CellType > > = new Array();
for (i in 0...MAP_WIDTH)
{
    cells[i] = new Array();
    for(j in 0...MAP_HEIGHT)
    {
        if(Math.random() < LAND_RATIO)
            cells[i][j] = CellType.land;
        else
            cells[i][j] = CellType.water;
    }
}

Nous avons maintenant un tableau complètement aléatoire. Il nous faut alors le traiter pour obtenir un terrain qui nous va bien.

Traitement de données

Pour ce faire, nous devons définir un nombre d’itérations déterminant le niveau de nettoyage de notre terrain :

for(i in 0...5)
    cleanLand();

Et voici notre méthode de traitement de chaque cellule. Comme nous l’avons dit plus haut, le traitement se fait à un instant t. Nous avons donc besoin d’un tableau temporaire pour stocker nos nouvelles valeurs le temps de finir le traitement global du terrain :</p>

private function cleanLand():Void
{
    for (i in 0...MAP_WIDTH)
    {
        for (j in 0...MAP_HEIGHT)
        {
            if(getAdjacentType(i, j, CellType.land) >= 5)
                tmpValues[i][j] = CellType.land;
            else
                tmpValues[i][j] = CellType.water;
        }
    }
}

Cette méthode retourne pour une cellule donnée le nombre de cellules du type spécifié en paramètre (le type de la cellule traitée est également pris en compte) :

private function getAdjacentType(col:Int, row:Int, lookFor:CellType):Int
{
    var found:Int = 0;
    for (i in -1...2)
    {
        for (j in -1...2)
        {
            // Une cellule null est prise en compte comme une cellule de type eau
            if (landArray[col + i] != null && landArray[col+i][row+j] == lookFor
               || (landArray[col + i] == null || landArray[col+i][row+j] == null) && lookFor == CellType.water)
                ++found;
        }
    }
    return found;
}

Voici un exemple de résultat :

La méthode pour obtenir un terrain utilisable dans un donjon (où toutes les cellules de type terre doivent être liées) est la même, mais il vous sera nécessaire de faire des traitements supplémentaires.

Le plus simple, sur un résultat comme celui ci-dessus, est de faire en sorte de reconnecter toutes les parties. Dans un premier temps, il faut augmenter le ratio de cellule de type terre, et le passer à 60% pour avoir quelque chose qui ressemble plus à un donjon. Et enfin, refaire quelques itérations pour supprimer (ou connecter, au choix) les parties ne l’étant pas encore.

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