游戏算法-AOI九宫格python实现

2023-10-08 17:10

本文主要是介绍游戏算法-AOI九宫格python实现,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

将空间按照一定的方法进行分割,例如根据AOI范围的大小将整个游戏世界切分为固定大小的格子。当游戏物体位于场景的时候,根据坐标将它放入特定的格子中。

例如玩家1在位置7中,如果游戏内的AOI的范围为1个格子。当我们需要获取这个玩家周围的AOI对象时,只需要遍历7周围9个里面的对象即可。

实体的事件:

  • 进入场景enter:进入一个格子,取出周围9格的对象,向它们发送Enter(我)事件,同时向我发送Enter(对象)事件。
  • 离开场景leave:取出周围9格的对象,向它们发送Leave(我)事件。
  • 移动move:
    • 如果没跨格子,直接取9格的对象,向它们发送移动事件。
    • 如果跨过格子,计算{OldGrid-NewGrid},向它们发送Leave(我)事件,向我发送Leave(对象)事件;计算{NewGrid-OldGrid}集合,向它们发送Enter(我)事件,向我发送Enter(对象事件;计算{NewGrid*OldGrid}集合,向他们发送Move(我)事件。
       

空间分割在计算AOI对象时,只需要遍历周围几个空间格子即可,大大提高了计算效率。

但是该方法也有缺点,格子数和空间大小成为正比,空间越大,所需要的内存空间也越大。

如果玩家数里远远小于空间的格子数,使用这种方法来计算AOI可能比全部遍历效率还差。

实现

实体Entity:有三个事件,enter.leave,move事件

class Entity(object):# 场景实体def __init__(self, eid, x, y):self.id = eid  # 角色IDself.x = xself.y = yself.last_x = -1  # 是用来参与判断实体是否有进入或者离开 AOIself.last_y = -1def __str__(self):return "<{0}, {1}-{2}>".format(self.id, self.x, self.y)def enter(self, eobj):print("{0} enter {1} view".format(eobj, self))def leave(self, eobj):print("{0} leave {1} view".format(eobj, self))passdef move(self, eobj):print("{0} move in {1} view".format(eobj, self))

格子:场景根据大小分成若干格子,每个格子管理一个区域

角色所在的位置,由格子管理

class Grid(object):# 格子def __init__(self, gid, min_x, max_x, min_y, max_y):self.gid = gid  # 格子IDself.min_x = min_x  # 格子坐标x范围self.max_x = max_xself.min_y = min_y  # 格子坐标y范围self.max_y = max_yself.players = set([])  # 角色ID

比如此图,分成36个格子

场景:控制生成格子数量,管理格子和实体对象

class Scene(object):# 场景,由多个格子组成def __init__(self, min_x, max_x, cnts_x, min_y, max_y, cnts_y):self.min_x = min_xself.max_x = max_xself.cnts_x = cnts_x  # X轴方向格子的数量self.min_y = min_yself.max_y = max_yself.cnts_y = cnts_y  # y轴方向格子的数量self.grids = {}  # 管理格子对象self.map_entity = {}  # 管理实体对象

完整代码:

python版本:2.7

# -*- coding: utf-8 -*-class Entity(object):# 场景实体def __init__(self, eid, x, y):self.id = eid  # 角色IDself.x = xself.y = yself.last_x = -1  # 是用来参与判断实体是否有进入或者离开 AOIself.last_y = -1def __str__(self):return "<{0}, {1}-{2}>".format(self.id, self.x, self.y)def enter(self, eobj):print("{0} enter {1} view".format(eobj, self))def leave(self, eobj):print("{0} leave {1} view".format(eobj, self))passdef move(self, eobj):print("{0} move in {1} view".format(eobj, self))class Grid(object):# 格子def __init__(self, gid, min_x, max_x, min_y, max_y):self.gid = gidself.min_x = min_xself.max_x = max_xself.min_y = min_yself.max_y = max_yself.players = set([])  # 角色IDdef __str__(self):return "<{0}, {1}-{2}: {3}>,".format(self.gid, self.min_x, self.min_y, str(self.players))def add(self, eid):self.players.add(eid)def remove(self, eid):self.players.remove(eid)def get_player_ids(self):return list(self.players)class Scene(object):# 场景,由多个格子组成def __init__(self, min_x, max_x, cnts_x, min_y, max_y, cnts_y):self.min_x = min_xself.max_x = max_xself.cnts_x = cnts_x  # X轴方向格子的数量self.min_y = min_yself.max_y = max_yself.cnts_y = cnts_y  # y轴方向格子的数量self.grids = {}self.map_entity = {}  # 实体对象self.init_grid()def __str__(self):res = ""for y in xrange(self.cnts_y):for x in xrange(self.cnts_x):gid = y * self.cnts_x + xres += str(self.grids[gid])res += "\n"return resdef init_grid(self):# 生成格子for y in xrange(self.cnts_y):for x in xrange(self.cnts_x):gid = y * self.cnts_x + xmin_x = self.min_x + x * self.grid_width()max_x = self.min_x + (x + 1) * self.grid_width()min_y = self.min_y + y * self.grid_height()max_y = self.min_y + (y + 1) * self.grid_height()self.grids[gid] = Grid(gid, min_x, max_x, min_y, max_y)def grid_width(self):# 每个格子在x轴方向的宽度return (self.max_x - self.min_x) / self.cnts_xdef grid_height(self):# 得到每个格子在Y轴方向高度return (self.max_y - self.min_y) / self.cnts_ydef get_surround_grids_by_gid(self, gid, include_self=False):# 周边的格子对象surrounds = []grid = self.grids[gid]y, x = divmod(grid.gid, self.cnts_x)for y_i, x_j in ((-1, 1), (-1, 0), (-1, -1), (0, -1), (0, 1), (1, 1), (1, 0), (1, -1)):cal_y = y + y_ical_x = x + x_jif cal_x < 0 or cal_x >= self.cnts_x:continueif cal_y < 0 or cal_y >= self.cnts_y:continuecal_gid = cal_y * self.cnts_x + cal_xsurrounds.append(self.grids[cal_gid])return surroundsdef add_eid_grid(self, eid, gid):self.grids[gid].add(eid)def remove_eid_grid(self, eid, gid):self.grids[gid].remove(eid)def get_eids_by_gid(self, gid):return self.grids[gid].get_player_ids()def get_gid_by_pos(self, x, y):# 通过,x, y得到对应格子IDidx = (x - self.min_x) / self.grid_width()idy = (y - self.min_y) / self.grid_height()gid = idy * self.cnts_x + idxreturn giddef get_surround_eids_by_pos(self, x, y, include_self=False):# 根据一个坐标 得到 周边九宫格之内的全部的 玩家ID集合gid = self.get_gid_by_pos(x, y)grids = self.get_surround_grids_by_gid(gid)eids = []for grid in grids:eids.extend(grid.get_player_ids())if include_self:eids.extend(self.grids[gid].get_player_ids())return eidsdef add_to_grid_by_pos(self, eid, x, y):# 通过坐标 将eid 加入到一个格子中gid = self.get_gid_by_pos(x, y)grid = self.grids[gid]grid.add(eid)return giddef remove_to_grid_by_pos(self, eid, x, y):# 通过坐标 将eid remove到一个格子中gid = self.get_gid_by_pos(x, y)grid = self.grids[gid]grid.remove(eid)def update_pos(self, update_eid, x, y):if update_eid not in self.map_entity:# 首次进入eobj = Entity(update_eid, x, y)self.map_entity[update_eid] = eobjgrip_id = self.add_to_grid_by_pos(update_eid, x, y)eids = self.get_surround_eids_by_pos(x, y)for eid in eids:ob = self.map_entity[eid]ob.enter(eobj)else:eobj = self.map_entity[update_eid]eobj.last_x = eobj.xeobj.last_y = eobj.yeobj.x = xeobj.y = y# 格子内移动old_gid = self.get_gid_by_pos(eobj.last_x, eobj.last_y)new_gid = self.get_gid_by_pos(eobj.x, eobj.y)if old_gid == new_gid:eids = self.get_surround_eids_by_pos(x, y, True)for eid in eids:self.map_entity[eid].move(eobj)else:# 移动格子self.remove_eid_grid(update_eid, old_gid)self.add_eid_grid(update_eid, new_gid)old_surround_gids = self.get_surround_grids_by_gid(old_gid)new_surround_gids = self.get_surround_grids_by_gid(new_gid)# 新格子事件处理for grid in [grid for grid in new_surround_gids if grid not in old_surround_gids]:for eid in grid.get_player_ids():self.map_entity[eid].enter(eobj)# 老格子事件处理for grid in [grid for grid in old_surround_gids if grid not in new_surround_gids]:for eid in grid.get_player_ids():self.map_entity[eid].leave(eobj)for grid in [grid for grid in old_surround_gids if grid in new_surround_gids]:for eid in grid.get_player_ids():self.map_entity[eid].move(eobj)def test():scene = Scene(0, 100, 4, 0, 100, 4)scene.update_pos(1, 0, 0)scene.update_pos(2, 50, 20)scene.update_pos(3, 99, 99)print(scene)print("<25-1> sorround: {0}".format(scene.get_surround_eids_by_pos(25, 1, True)))print("<50-50> sorround: {0}".format(scene.get_surround_eids_by_pos(50, 50, True)))scene.update_pos(3, 25, 1)scene.update_pos(3, 99, 99)test()


 

运行结果:一个场景分成16个格子,大小为100 * 100

<0, 0-0: set([1])>,<1, 25-0: set([])>,<2, 50-0: set([2])>,<3, 75-0: set([])>,
<4, 0-25: set([])>,<5, 25-25: set([])>,<6, 50-25: set([])>,<7, 75-25: set([])>,
<8, 0-50: set([])>,<9, 25-50: set([])>,<10, 50-50: set([])>,<11, 75-50: set([])>,
<12, 0-75: set([])>,<13, 25-75: set([])>,<14, 50-75: set([])>,<15, 75-75: set([3])>,<25-1> sorround: [1, 2]
<50-50> sorround: [3]
<3, 25-1> enter <1, 0-0> view
<3, 25-1> enter <2, 50-20> view
<3, 99-99> leave <1, 0-0> view
<3, 99-99> leave <2, 50-20> view

 深入探索AOI算法:深入探索AOI算法 - 知乎

这篇关于游戏算法-AOI九宫格python实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/166770

相关文章

Python并行处理实战之如何使用ProcessPoolExecutor加速计算

《Python并行处理实战之如何使用ProcessPoolExecutor加速计算》Python提供了多种并行处理的方式,其中concurrent.futures模块的ProcessPoolExecu... 目录简介完整代码示例代码解释1. 导入必要的模块2. 定义处理函数3. 主函数4. 生成数字列表5.

Python中help()和dir()函数的使用

《Python中help()和dir()函数的使用》我们经常需要查看某个对象(如模块、类、函数等)的属性和方法,Python提供了两个内置函数help()和dir(),它们可以帮助我们快速了解代... 目录1. 引言2. help() 函数2.1 作用2.2 使用方法2.3 示例(1) 查看内置函数的帮助(

Python虚拟环境与Conda使用指南分享

《Python虚拟环境与Conda使用指南分享》:本文主要介绍Python虚拟环境与Conda使用指南,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、python 虚拟环境概述1.1 什么是虚拟环境1.2 为什么需要虚拟环境二、Python 内置的虚拟环境工具

Python实例题之pygame开发打飞机游戏实例代码

《Python实例题之pygame开发打飞机游戏实例代码》对于python的学习者,能够写出一个飞机大战的程序代码,是不是感觉到非常的开心,:本文主要介绍Python实例题之pygame开发打飞机... 目录题目pygame-aircraft-game使用 Pygame 开发的打飞机游戏脚本代码解释初始化部

Python pip下载包及所有依赖到指定文件夹的步骤说明

《Pythonpip下载包及所有依赖到指定文件夹的步骤说明》为了方便开发和部署,我们常常需要将Python项目所依赖的第三方包导出到本地文件夹中,:本文主要介绍Pythonpip下载包及所有依... 目录步骤说明命令格式示例参数说明离线安装方法注意事项总结要使用pip下载包及其所有依赖到指定文件夹,请按照以

Python实现精准提取 PDF中的文本,表格与图片

《Python实现精准提取PDF中的文本,表格与图片》在实际的系统开发中,处理PDF文件不仅限于读取整页文本,还有提取文档中的表格数据,图片或特定区域的内容,下面我们来看看如何使用Python实... 目录安装 python 库提取 PDF 文本内容:获取整页文本与指定区域内容获取页面上的所有文本内容获取

基于Python实现一个Windows Tree命令工具

《基于Python实现一个WindowsTree命令工具》今天想要在Windows平台的CMD命令终端窗口中使用像Linux下的tree命令,打印一下目录结构层级树,然而还真有tree命令,但是发现... 目录引言实现代码使用说明可用选项示例用法功能特点添加到环境变量方法一:创建批处理文件并添加到PATH1

Python包管理工具核心指令uvx举例详细解析

《Python包管理工具核心指令uvx举例详细解析》:本文主要介绍Python包管理工具核心指令uvx的相关资料,uvx是uv工具链中用于临时运行Python命令行工具的高效执行器,依托Rust实... 目录一、uvx 的定位与核心功能二、uvx 的典型应用场景三、uvx 与传统工具对比四、uvx 的技术实

Java使用HttpClient实现图片下载与本地保存功能

《Java使用HttpClient实现图片下载与本地保存功能》在当今数字化时代,网络资源的获取与处理已成为软件开发中的常见需求,其中,图片作为网络上最常见的资源之一,其下载与保存功能在许多应用场景中都... 目录引言一、Apache HttpClient简介二、技术栈与环境准备三、实现图片下载与保存功能1.

Python中使用uv创建环境及原理举例详解

《Python中使用uv创建环境及原理举例详解》uv是Astral团队开发的高性能Python工具,整合包管理、虚拟环境、Python版本控制等功能,:本文主要介绍Python中使用uv创建环境及... 目录一、uv工具简介核心特点:二、安装uv1. 通过pip安装2. 通过脚本安装验证安装:配置镜像源(可