[Unity] 게임 개발 일지 | 탑다운 슈팅 10

 

지난번에 이어 게임을 만들어보자.

 

이번에 참고할 강의는 아래 강의이다.

https://www.youtube.com/watch?v=2ycN6ZkWgOo&list=PLctzObGsrjfyevwpeEVQ9pxGVwZtS7gZK&index=11

 

이번 강의도 지난 강의에 이어 맵 자동 생성에 대해서 다루는데,

이번에는 장애물 자동 생성 후 고립 지역이 없도록 조정하는 것을 다룰 것이다.

시작해보자.

 

 

 

맵에 막힌 곳이 있는지 체크하기 위해 Flood Fill 알고리즘을 사용한다.

Flood Fill 알고리즘은 Seed Fill 이라고도 불리는데,

다차원 배열의 어떤 칸과 연결된 영역을 찾는 알고리즘이다.

주변에서 흔히 볼 수 있는 예시로 그림판이나 포토샵의 채우기 기능,

혹은 지뢰찾기 게임에서 지뢰가 없는 칸을 한번에 열어주는 기능 등이 있다.

 

Flood Fill : https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%94%8C%EB%9F%AC%EB%93%9C_%ED%95%84

플러드 필 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

아래는 4방향 플러드 필 예시.

https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%94%8C%EB%9F%AC%EB%93%9C_%ED%95%84

 

이를 활용하여 맵에 막힌 곳이 생성되지 않도록 하자.

 

| MapGenerator 스크립트

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class MapGenerator : MonoBehaviour
{
    public Transform tilePrefab; // 인스턴스화 할 타일 프리팹
    public Transform obstaclePrefab; // 인스턴스화 할 장애물 프리팹

    public Vector2 mapSize; // 맵 크기

    [Range(0, 1)] // 범위 지정
    public float outlinePercent; // 테두리 두께

    [Range(0, 1)] // 범위 지정
    public float obstaclePercent; // 장애물 개수

    List<Coord> allTileCoords; // 모든 좌표값을 저장할 리스트 생성
    Queue<Coord> shuffledTileCoords; // 셔플된 좌표값을 저장할 큐 생성

    public int seed = 10; // 좌표값 랜덤 설정 시드

    Coord mapCenter; // 맵의 중앙 좌표

    void Start() {
        GeneratorMap();
    }

    public void GeneratorMap() {
        allTileCoords = new List<Coord>(); // 새 리스트 생성
        for (int x = 0; x < mapSize.x; x++) {
            for (int y = 0; y < mapSize.y; y++) { // 지정한 맵 크기만큼 루프
                allTileCoords.Add(new Coord(x, y)); // 리스트에 타일 좌표 추가
            }
        }

        shuffledTileCoords = new Queue<Coord>(Utility.ShuffleArray(allTileCoords.ToArray(), seed));
        // 새 큐 생성, 셔플된 좌표값 배열을 저장함

        mapCenter = new Coord((int)mapSize.x / 2, (int)mapSize.y / 2);
        // 맵 중앙 좌표 지정

        string holderName = "Generator Map"; // 타일 오브젝트를 가질 부모 오브젝트 이름
        if(transform.Find(holderName)) // 위 오브젝트에 자식 오브젝트가 있다면
        // * 강의에서는 FindChild 를 사용하는데, 버전이 바뀌면서 사용하지 않고 Find 로 변경되었다.
        {
            DestroyImmediate(transform.Find(holderName).gameObject);
            /* 오브젝트의 자식 게임 오브젝트를 제거한다.
               에디터에서 호출 할 것이기 때문에 DestroyImmediate 를 사용한다. */
        }

        Transform mapHolder = new GameObject(holderName).transform;
        // 타일을 자식 오브젝트로 가질 새 오브젝트를 생성
        mapHolder.parent = transform;
        // 현재 오브젝트를 mapHolder 오브젝트의 부모 오브젝트로 설정.

        int currentObstacleCount = 0; // 현재 올바른 장애물 생성 개수

        for(int x = 0; x < mapSize.x; x++)
        {
            for(int y = 0; y < mapSize.y; y++) // 지정한 맵 크기만큼 루프
            {
                Vector3 tilePosition = CoordToPosition(x, y);
                /* 타일이 생성될 위치 저장. 
                   -지정한 맵 가로 길이/2 를 설정하면 0에서 가로길이의 절반만큼 왼쪽으로 이동한 위치가 된다.
                   이를 활용하여 z 좌표에도 적용해 화면의 왼쪽 위 모서리부터 맵이 생성되도록 한다. */
                Transform newTile = Instantiate(tilePrefab, tilePosition, Quaternion.Euler(Vector3.right * 90)) as Transform;
                /* 타일을 인스턴스화 하여 생성하고 위치, 각도를 설정
                   위치는 위에서 생성한 값을 전달하고 각도는 Quaternion(사원수) 메소드를 사용,
                   오일러 각을 기준으로 회전시킨다. */
                newTile.localScale = Vector3.one * (1 - outlinePercent);
                /* localScale 은 오브젝트의 상대적 크기, Vector3.one 은 Vector3(1,1,1) 이다.
                   크기를 지정한 테두리 두께만큼 줄여서 지정한다.  */
                newTile.parent = mapHolder;
                // 타일의 부모 오브젝트 설정
            }
        }

        bool[,] obstaclemap = new bool[(int)mapSize.x, (int)mapSize.y];
        // 장애물 위치 확인 배열

        int obstacleCount = (int)(mapSize.x * mapSize.y * obstaclePercent); // 지정한 비율에 따른 장애물 개수
        for(int i = 0; i < obstacleCount; i++) { // 장애물 갯수만큼 루프
            Coord randomCoord = GetRandomCoord(); // 랜덤한 좌표를 받아옴
            obstaclemap[randomCoord.x, randomCoord.y] = true; // 해당 랜덤 위치 활성화
            currentObstacleCount++; // 장애물 개수 증가
            if(randomCoord != mapCenter && MaplsFullyAccessible(obstaclemap, currentObstacleCount)) {
            // 랜덤 위치가 맵 중앙이 아니고 막힌 곳을 만들지 않을 때 아래 코드 실행
                Vector3 obstaclePosition = CoordToPosition(randomCoord.x, randomCoord.y); // 좌표 변환
                Transform newObstacle = Instantiate(obstaclePrefab, obstaclePosition + Vector3.up * 0.5f, Quaternion.identity);
                // 장애물 인스턴스화 하여 생성
                newObstacle.parent = mapHolder;
                // 장애물의 부모 오브젝트 설정
            }
            else { // 장애물 생성 조건이 맞지 않는 경우
                obstaclemap[randomCoord.x, randomCoord.y] = false; // 해당 랜덤 위치 비활성화
                currentObstacleCount--; // 장애물 개수 감소
            }
        }

    }

    bool MaplsFullyAccessible(bool[,] obstacleMap, int currentObstacleCount) { // 맵 확인 메소드
        bool[,] mapFlag = new bool[obstacleMap.GetLength(0), obstacleMap.GetLength(1)];
        // 지나온 비어있는 타일을 체크할 배열을 생성
        Queue<Coord> queue = new Queue<Coord>(); // 큐 생성
        queue.Enqueue(mapCenter); // 맵 중앙 위치를 큐에 넣음
        mapFlag[mapCenter.x, mapCenter.y] = true; // 맵 중앙을 비어있는 타일로 체크

        int accessibleTileCount = 1; // 접근 가능한 타일 개수(맵 중앙 포함이므로 기본 1)

        while(queue.Count > 0) { // 큐에 들어있는 값이 있는 경우
            Coord tile = queue.Dequeue(); // 큐에 저장된 맨 앞 타일 위치를 빼서 가져옴

            for(int x = -1; x <= 1; x++) {
                for(int y = -1; y <= 1; y++) { // 주변 타일 루프
                    int neighbourX = tile.x + x; // 주변 타일의 x 좌표
                    int neighbourY = tile.y + y; // 주변 타일의 y 좌표
                    if(x == 0 || y == 0) { // 주변 타일 중 대각선상에 위치하지 않은 경우
                        if (neighbourX >= 0 && neighbourX < obstacleMap.GetLength(0) && neighbourY >= 0 && neighbourY < obstacleMap.GetLength(1)) {
                        // 체크 중 맵 크기를 벗어나지 않는 경우
                            if(!mapFlag[neighbourX, neighbourY] && !obstacleMap[neighbourX, neighbourY]) {
                                // 체크된 타일이 아니고, 장애물이 아닌 경우

                                mapFlag[neighbourX, neighbourY] = true; // 타일 체크
                                queue.Enqueue(new Coord(neighbourX, neighbourY)); // 해당 타일 위치를 큐에 삽입
                                accessibleTileCount++; // 접근 가능한 타일 수 증가
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }

        int targetAccessibleTileCount = (int)(mapSize.x * mapSize.y - currentObstacleCount);
        // 현재 접근 가능해야 하는 타일 개수

        return targetAccessibleTileCount == accessibleTileCount;
        // 개수가 같다면(막힌 곳 없이 모든 타일에 접근 가능) true, 아니면 false 반환
    }

    Vector3 CoordToPosition(int x, int y) { // 좌표 변환 메소드
        return new Vector3(-mapSize.x / 2 + 0.5f + x, 0, -mapSize.y / 2 + 0.5f + y);
        // 입력받은 x, y 좌표로 Vector3 상의 타일 위치 설정
    }

    public Coord GetRandomCoord() { // 큐에 저장된 좌표를 가져오는 메소드
        Coord randomCoord = shuffledTileCoords.Dequeue(); // 큐의 첫 번째 값을 가져온다.
        shuffledTileCoords.Enqueue(randomCoord); // 가져온 값을 큐의 맨 뒤로 넣는다.

        return randomCoord;
    }

    public struct Coord { // 타일 좌표 구조체
        public int x, y; // x, y 좌표값

        public Coord(int _x, int _y) { // 생성자로 좌표값 초기화
            x = _x;
            y = _y;
        }

        public static bool operator == (Coord c1, Coord c2) { // 구조체 비교 연산자 정의
            return c1.x == c2.x && c1.y == c2.y;
        }
        public static bool operator != (Coord c1, Coord c2) { // 구조체 비교 연산자 정의
            return !(c1 == c2);
        }

        public override bool Equals(object obj) { // 비교 메소드 재정의
            return base.Equals(obj);
        }
        public override int GetHashCode() { // GetHashCode 메소드 재정의
            return base.GetHashCode();
        }
    }
}

 

맵에 배치될 장애물의 개수를 퍼센트로 계산해 조절할 수 있도록 한다.

 

그리고 이제 맵 중앙 부분의 타일을 비운 채로 시작하고,

중앙 타일부터 시작해서 주변 근접한 타일들을 하나씩 체크하며 연결된 모든 타일을 확인해간다.

확인한 타일 수 = 전체 타일 수 - 현재 장애물 수 라면 모든 타일이 이어져있다는 뜻,

즉 맵에 막힌 곳이 없이 생성된다.

 

이제 코드를 실행해보자.

 

 

장애물 퍼센트에 따라 장애물 개수가 다르게 생성되고,

시드에 따라 다르게 생성되는데 막힌곳 없이 타일이 모두 연결되어 잘 생성되는 것을 볼 수 있다.

 

 

다음 강의에서도 맵 생성기에 대해 다뤄보자.