写在前面

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如果你想参与到这个项目的开发中来，唯一的要求是像我一样编写开发日志让更多的人看到并学习。
coding地址：https://git.dev.tencent.com/JeremyBrett/uRPG.git
上一节中，我们实现了无限延伸的地形。这一节我们想实现随机高度的地形。这一节涉及到的知识点包括：

• UE4插件的应用；
• 噪声函数的应用；
• 用C++创建Actor；

需求分析

关于地形生成的算法有很多，这其中包括噪声、细胞自动机和维诺图等。了解不同的算法的利弊，结合实际需求去选择对应的算法就可以了。
由于本系列文章是开发日志，一切以最大性价比实现需求为目的，这里就不展开讲解噪声算法的实现了。我这里直接找了github上一个开源的针对UE4的噪声插件。这里可以直接使用。大家可以star这个插件，也可以查看源码了解其实现方法：SimplexNoise

导入插件

UE4有一个很成熟的插件机制，允许开发者制作各类插件（编辑器扩展），并且使用其他开发者创造的插件。这里我们首先在项目目录下创建一个插件文件夹，命名必须时Plugins：

Plugins文件夹
然后将下载好的SimplexNoise插件放入这个文件夹下即可。unreal引擎会扫描这个文件夹来确认我们加载了哪些插件。

应用噪声

安装好插件之后，我们打开任意蓝图，可以看到现在多出了很多关于noise的函数，这里我们主要应用SimplexNoise2D这个节点，来生成随机高度：

noise函数
还记得上一节中我们创建的test蓝图么，这里我们依然需要用它做一个试验，我们将之前添加的staticMesh组件删除，添加一个InstancedStaticMesh组件，这个组件，简单说就是可以“有效渲染同个静态网格体的多个实例”
InstancedStaticMesh组件
然后我们在StaticMesh这里选择Cube：
选择Cube
现在我们要在这个蓝图的构造脚本（ConstructionScript）中做点手脚，和之前一样，我们用两个ForLoop节点来遍历X轴和Y轴：
遍历坐标点
此时如果我们将坐标点（乘cube边长）作为生成staticMesh的位置传入其中，Z轴保持默认的0：
addInstance节点
结果会如何呢？没错，400个cube组成了一个长方形板子，就像这样：
长方形板子
这就是我们使用噪声的原因——随机高度，如果我们不使用噪音，而使用完全随机的数会怎样？答案是毫无规律可言，我们可以将其称为“白噪音”：
白噪音
所以这里我们还是使用SimplexNoise2D来产生随机数吧。这里我们在将索引值传给SimplexNoise2D节点前，需要先乘一个系数，这个系数用来调整随机数的幅度。这里我们先手填1个参数，下一步可以将其提取成为一个变量。
使用SimplexNoise2D
然后我们将SimplexNoise2D节点的返回值作为AddInstance时候的Z轴数值（也需要乘一个调整用的系数）。
SimplexNoise2D结果
一个美丽的弧线就出现了，但这只是在蓝图中预览的样子。我们还需要让其在游戏场景中根据不同的位置有所改变。怎么做呢？只需要将当前test实例的坐标位置参与到SimplexNoise2D输入的X、Y值的运算中即可：
实例位置参与运算
我们先通过GetActorLocation获取当前实例的坐标点，然后除100。将X和Y值与原本的索引值相加就可以了，我们将Actor添加到场景中试验一下，多复制几个实例。并改变其位置：
多个Test实例
看起来还不错，然后我们改变上文中提到的调整参数，就可以使形状更合理。

VoxelActor

我们创建一个新的C++文件，继承自Actor，命名为VoxelActor。
上文中我们使用InstancedStaticMesh组件和SimplexNoise插件快速的实现了随机地形高度，验证了我们设计思路的合理性。这也是蓝图的最主要用途，验证想法合理性，快速开发玩法原型，敏捷迭代。
但是这种实现方式并不能作为最终方式存在，为什么？我们发现这种方案有很大的优化空间。主要就在一cube是一个6面体，而很多时候大部分面是可以隐藏的（与其他cube重叠）这可以节省大量的面数。这就要用到ProceduralMeshComponent这个组件。
要使用这个组件，我们首先需要在uRPG.Build.cs文件中添加对应配置

public class uRPG : ModuleRules
{
    public uRPG(ReadOnlyTargetRules Target) : base(Target)
    {
        PCHUsage = PCHUsageMode.UseExplicitOrSharedPCHs;
    
        PublicDependencyModuleNames.AddRange(new string[] {
            "Core",
            "CoreUObject",
            "Engine",
            "InputCore"
        });

        PrivateDependencyModuleNames.AddRange(new string[] {
            "ProceduralMeshComponent"
        });

        PrivateIncludePaths.AddRange(new string[]
        {
            "SimplexNoise/Private"
        });
    }
}

我这里直接贴出VoxelActor.h，主要是声明了一些变量，并保证部分变量是可以在蓝图中直接设置的。

#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "GameFramework/Actor.h"
#include "ProceduralMeshComponent.h"
#include "VoxelActor.generated.h"

UCLASS()
class URPG_API AVoxelActor : public AActor
{
    GENERATED_BODY()

public:

    UPROPERTY(EditAnywhere,BlueprintReadWrite)
        TArray<UMaterialInterface *> Materials;

    UPROPERTY(EditAnywhere,BlueprintReadWrite,Meta = (ExposeOnSpawn = true))
        int32 rabdinSeed = 0;

    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Meta = (ExposeOnSpawn = true))
        int32 voxelSize = 200;

    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Meta = (ExposeOnSpawn = true))
        int32 chunkLineElements = 10;

    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Meta = (ExposeOnSpawn = true))
        int32 chunkXindex = 0;

    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Meta = (ExposeOnSpawn = true))
        int32 chunkYindex = 0;

    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
        float xMult = 1;
    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
        float yMult = 1;
    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
        float zMult = 1;
    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
        float weight = 1;
    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
        float freq = 1;

    UPROPERTY()
        int32 chunkTotalElements;
    UPROPERTY()
        int32 chunkZElements;
    UPROPERTY()
        int32 chunkLineElementsP2;
    UPROPERTY()
        int32 voxelSizeHalf;

    UPROPERTY()
        TArray<int32> chunnkFields;
    UPROPERTY()
        UProceduralMeshComponent* proceduralComponent;

public: 
    // Sets default values for this actor's properties
    AVoxelActor();

protected:
    // Called when the game starts or when spawned
    virtual void BeginPlay() override;

public: 
    // Called every frame
    virtual void Tick(float DeltaTime) override;
    virtual void OnConstruction(const FTransform & Transform) override;

};

需要注意的是OnConstruction函数，这个函数在Actor被实例化的时候调用（我猜的，这里不准确）。这个函数主要是对于一些没有暴露给蓝图的变量的初始化，以及对于proceduralComponent组建的初始化，和命名。

void AVoxelActor::OnConstruction(const FTransform & Transform)
{
    chunkZElements = 80;
    chunkTotalElements = chunkLineElements * chunkLineElements * chunkZElements;
    chunkLineElements = chunkLineElements * chunkLineElements;
    voxelSizeHalf = voxelSize / 2;

    FString string = "Voxel_" + FString::FromInt(chunkXindex) + "_" + FString::FromInt(chunkYindex);
    FName name = FName(*string);
    proceduralComponent = NewObject<UProceduralMeshComponent>(this, name);
    proceduralComponent->RegisterComponent();

    RootComponent = proceduralComponent;
    RootComponent->SetWorldTransform(Transform);

    Super::OnConstruction(Transform);
}

然后记得将Bp_PlayerController节点中的Chunks变量改为VoxelActor类型的。并且在AddChunk和RemoveChunks函数中都要进行相应修改

AddChunk修改

下期预告

好的，这一期的开发任务就暂时完成了，下一步我们就在VoxelActor中实现随机地形吧！