Một nhà phát triển đã thành công trong việc biến đổi thế giới phẳng truyền thống của Minecraft thành một hành tinh hình cầu, tạo ra một bằng chứng khái niệm hấp dẫn giải quyết một trong những vấn đề hình học thách thức nhất trong gaming. Dự án này chứng minh cách các trò chơi dựa trên khối có thể hoạt động trên bề mặt cong, khơi dậy các cuộc thảo luận về vật lý hành tinh và các kỹ thuật ánh xạ tiên tiến trong cộng đồng gaming.
Việc triển khai mất hơn một tháng để phát triển và sử dụng C# .NET6, Unity, và C++ shaders để tạo ra một thế giới Minecraft hình cầu hoạt động được. Không giống như địa hình phẳng của trò chơi gốc mở rộng đến giới hạn 30 triệu khối, phiên bản này bao bọc những khối lập phương quen thuộc xung quanh một hình cầu, hoàn chỉnh với trọng lực hoạt động luôn kéo về phía trung tâm hành tinh.
Thông số kỹ thuật phát triển:
- Ngôn ngữ lập trình: C .NET6, Unity C, C++ shaders
- Thời gian phát triển: Hơn 1 tháng
- Kích thước Chunk: 16x16x16 khối (kích thước tiêu chuẩn của Minecraft)
- Giới hạn thế giới Minecraft gốc: 30.000.000 khối
- Kỹ thuật ánh xạ: Phép chiếu hình cầu-khối để giảm thiểu độ biến dạng
 |
|---|
| Một biểu diễn hình cầu đầy màu sắc gợi nhớ đến Minecraft , thể hiện sự chuyển đổi sáng tạo từ địa hình phẳng sang thiết kế hành tinh hình cầu |
Thách thức kỹ thuật và giải pháp
Trở ngại lớn nhất trong việc tạo ra Minecraft hình cầu liên quan đến việc ánh xạ các khối vuông lên bề mặt cong mà không bị biến dạng nghiêm trọng. Nhà phát triển đã giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng phương pháp khối-cầu, chiếu các mặt của khối lập phương lên một hình cầu để giảm thiểu sự méo mó có thể xảy ra với các hệ thống ánh xạ kinh độ-vĩ độ truyền thống.
Các thành viên cộng đồng đã lưu ý rằng vấn đề biến dạng này được biết đến rộng rãi trong ngành. Space Engineers đã đối mặt với những thách thức tương tự với các vật thể quỹ đạo dựa trên voxel của họ, mặc dù họ không triển khai các giải pháp toàn diện như dự án này. Kỹ thuật này bao gồm việc tạo ra các khối vuông 16x16x16 blocks, sau đó gấp từng phần về phía trung tâm hình cầu trong khi làm mịn các cạnh giữa các phần.
Phương pháp kỹ thuật:
- Tạo hộp vuông gồm các chunk theo định dạng chuẩn của Minecraft
- Uốn cong texture của từng voxel về phía trung tâm lưới
- Áp dụng làm mịn lặp lại cho các cạnh voxel bên trong
- Sử dụng nội suy tuyến tính cầu (slerp) thay vì nội suy tuyến tính (lerp)
- Triển khai hệ thống điểm trọng lực trung tâm với khả năng xoay thế giới liên tục
 |
|---|
| Phân tích các phép chiếu bản đồ, rất quan trọng để hiểu những thách thức trong việc lập bản đồ thế giới Minecraft hình cầu |
Vật lý trọng lực và trải nghiệm người chơi
Một trong những khía cạnh thú vị nhất được cộng đồng thảo luận liên quan đến các hiệu ứng trọng lực thực tế. Khi người chơi đào sâu hơn về phía lõi hành tinh, về mặt lý thuyết họ sẽ trở nên nhẹ hơn do khối lượng phía trên kéo theo hướng ngược lại. Ở chính trung tâm, trọng lực sẽ biến mất hoàn toàn, có thể khiến người chơi dao động qua lại nếu họ rơi xuyên qua.
Nếu bạn thực sự muốn hướng tới tính thực tế, sẽ KHÔNG CÓ TRỌNG LỰC ở lõi. Khi bạn đào xuống, bạn sẽ ngày càng nhẹ nhàng hơn.
Nhà phát triển đã giải quyết vấn đề này bằng cách giới hạn độ sâu mà người chơi có thể khai quật, ngăn chặn các vấn đề vật lý kỳ lạ mà các trò chơi như Astroneer gặp phải ở lõi hành tinh của họ. Bay quá cao cũng tạo ra những hiệu ứng thú vị, nơi người chơi có thể bỏ lỡ hoàn toàn mặt đất và xoắn ốc lên trên, về cơ bản là rơi ra khỏi hành tinh.
Triển khai Vật lý:
- Hướng Trọng lực: Luôn hướng về tâm hình cầu
- Giới hạn Khai quật: Bị hạn chế để tránh các vấn đề vật lý lõi
- Cơ học Quỹ đạo: Thay đổi vận tốc chức năng tại điểm cận nhật/viễn nhật
- Hiệu ứng Độ cao Lớn: Xoắn ốc hướng lên khi mất tiếp xúc với mặt đất
- Trọng lực Lõi: Về mặt lý thuyết bằng không tại tâm hành tinh (vật lý thực tế)
 |
|---|
| Minh họa quá trình chuyển đổi từ các lớp phẳng thành hình cầu, làm nổi bật các hiệu ứng trọng lực độc đáo trong thế giới Minecraft hình cầu |
Ứng dụng gaming và tiềm năng tương lai
Phương pháp hình cầu mở ra những khả năng thú vị cho các trải nghiệm gaming theo chủ đề không gian. Người chơi đã phát hiện ra họ có thể đạt được cơ học quỹ đạo, quan sát vận tốc của họ tăng lên khi tiếp cận gần nhất với hành tinh và giảm xuống ở điểm xa nhất. Điều này tạo ra nền tảng tự nhiên cho các trò chơi kết hợp cơ chế xây dựng của Minecraft với các yếu tố khám phá không gian tương tự như Kerbal Space Program.
Dự án cũng được so sánh với các trò chơi thử nghiệm khác như Planet Smith, sử dụng các ô lục giác thay vì khối lập phương để giảm biến dạng, và 'Love' của Eskil Steenberg, có các thế giới khối hình cầu tương tự. Những ví dụ này cho thấy sự quan tâm ngày càng tăng trong việc thoát khỏi các thế giới game phẳng truyền thống.
Phản hồi cộng đồng và hiểu biết kỹ thuật
Cộng đồng gaming đã phản hồi nhiệt tình với cả thành tựu kỹ thuật và sức hấp dẫn thị giác của nó. Các nhà phát triển đã chia sẻ các kỹ thuật bổ sung để cải thiện việc triển khai khối-cầu, đặc biệt là sử dụng nội suy tuyến tính hình cầu thay vì nội suy tuyến tính cơ bản khi chia nhỏ các mặt khối lập phương.
Mặc dù người tạo ra không có kế hoạch phát hành điều này như một mod công khai, với lý do bản chất nguyên mẫu lộn xộn của code và các mối quan tâm pháp lý, dự án phục vụ như một minh chứng có giá trị về các kỹ thuật hình học tiên tiến trong phát triển game. Nó cho thấy cách các giải pháp sáng tạo có thể vượt qua những hạn chế cơ bản trong các engine game hiện có, ngay cả khi làm việc với các hệ thống không bao giờ được thiết kế cho những ứng dụng như vậy.
Dự án đại diện cho nhiều hơn chỉ một sự tò mò kỹ thuật. Nó chứng minh cách các khái niệm toán học từ bản đồ học và đồ họa 3D có thể giải quyết các vấn đề thực tế trong thiết kế game, tạo ra những khả năng mới cho các trải nghiệm gaming nhập vai mô phỏng tốt hơn các môi trường hành tinh.
Tham khảo: Blocky Planet – Making Minecraft Spherical