开发者日志03 爬出泥潭篇

修改于10/1921 浏览综合

这段时间差点被自己挖的坑埋掉。

一、卡住：游戏里解方程

给随机大陆加气候和水文，本来想着：有行星风、有季风、有地形，水汽吹过来，遇到山就下雨，雨水汇成河，低洼处成湖，多么优雅。

我仿佛回到了两年前在科室做有限元模型的那个后半夜。

结果还真和有限元一样越做越细。我想让每个地块都满足来水、排水、蒸发、入土的收支平衡，想让相邻水节点之间的水头和流量关系合理，还想处理分汊、汇流、多出口甚至环路。于是写了一个迭代求解器，反复遍历水网，调整各节点水头，真实盆地和缺水河段还要多次试算求根。

更糟的是，水文和空气之间又套了一层循环：水汽降雨，降雨去求水土平衡，平衡后更新实际蒸发，蒸发再回去影响水汽和降雨。单次水文计算已经不便宜，外层反馈还可能反复调用。

停止条件也迟迟达不到。我已经允许“大致稳定就停”，但某些水网的收支余量就是降不下来，计算只能继续迭代。分帧只是让画面不卡，总工作量一点没少。之前整岛验收跑了很久很久，截止我放弃暂停，一次暴扣四万积分呜呜。

回退后我没再跑那项长测试。

二、想通：宏观层面不需要精确平衡

我停下来问自己：我到底要什么？是搞科研搞傻了吗？

我为什么要在游戏里解一套耦合平衡方程？

想通后，我决定把“解方程”降维成“记账”。

三、动手：把水汽和水文都简化

首先是水汽。以前我把水汽当成大量粒子，每个粒子每帧算移动、抬升、降水，计算量随水汽总量爆炸。现在改成每个格子只存一个有限的等级，不再用连续数值。海洋是水汽源，湖泊和湿地给一个保底，河流基本只做视觉，不参与复杂反馈。风只决定水汽往哪走，抬升只决定哪里下雨，降水用事先定好的简单规则查一下就行。每个阶段只跑固定的轮数，跑完就停，绝不无限迭代。

然后是水文。我放弃了水头求解，不再求根，也不再反复调整节点。做法很直接：把所有陆地格子按海拔从高到低排个序，从最高的地方开始，把水往周围最低的邻居送。只有一个低处就全给它，有多个就按高度差大致分一分。如果周围没有更低的格子，水就留在原地，标记成湖泊。一遍遍历，水全部流到海里或洼地，分汊、汇流、环路这些问题自动消失，因为水不会往高处流。

最关键的一刀，是斩断水文和水汽之间的反馈。流程改成单向：先算水汽和降雨，再把降雨变成水，然后单向流水算出河流湖泊，最后算一下蒸发量只做界面展示，不回去重算天气。停止条件也改成硬性预算，全局最多跑几轮，局部最多调几次，时间一到强制停止，不管余量多少。误差在可接受范围内，玩家根本看不出来。

至于首次生成太慢的问题，我打算先用最低精度快速跑一遍，让游戏立刻能玩，高精度部分放到后台慢慢补，算好一块替换一块。这样等待时间被切碎，玩家感觉不到。