Tilemap

背景

Tilemap功能是在Unity 2017.2版本正式引入的，专为2D游戏开发中的网格地图（Tile-based maps）设计

在2017.2之前，开发者如果想在Unity中制作2D关卡，通常需要依赖第三方插件（如2D Toolkit或 Tiled 导入器），或者手动拼凑Sprite节点，这在资源开销和开发效率上都非常不理想

Tilemap允许开发者通过将单独的图块（Tiles）布置在网格中，构建复杂的2D游戏世界，如平台游戏、回合制策略游戏等

Tilemap可以用于处理游戏世界的地形、背景、障碍物、关卡设计等

演进

• Unity2018.2（六边形与等距视角）：引入了Haxagonal和Isometric Tilemap
• Unity2021(2D AOT 优化)：对2D渲染后端进行了大规模重构，提高了在低功耗设备（如移动端或Linux嵌入式设备）上的性能表现
• Unity6：进一步增强了2D Batching（批处理）性能

Tilemap的应用场景

• 平台游戏：Tilemap非常适合用来创建2D平台游戏的地图，地面、墙壁、障碍物等都可以通过Tilemap来构建
• 回合制策略游戏：Tilemap可以用来创建棋盘式的战斗场景，处理单位的移动和碰撞
• 沙盒类游戏：Tilemap适合用来创建可以编辑和修改的游戏世界，如Minecraft中的块状世界
• 冒险游戏：Tilemap适合用来制作探索式的地图，如解密或角色扮演游戏的关卡

Tilemap的组成和工作原理

Tilemap的工作原理是基于网格（Grid）的，将单个的图块（Tile）放置在网格的各个单元格中，从而构建出复杂的2D地图。Unity提供了一个强大的Tilemap系统，使得开发者能够快速而高效地创建这些地图

组成部分

• Grid：Grid是Tilemap的基础结构，它为所有Tile提供一个坐标系统，可以设置不同类型的Grid，如矩形网格、六边形网格等，以适应不同的地图需求
• Tilemap：Tilemap组件是核心，负责管理Tiles在Grid上的位置和现实。每个Tilemap会有自己的Tile图层，用于绘制和管理不同的地形或装饰层
• Tile：Tile是Tilemap的基本单位，通常是一个Sprite。每个Tile都代表地图上的一个单元格，可以是地面、障碍物、装饰物等。Unity允许开发者为Tile设置各种属性，如动画、规则等

Tilemap的创建与设置

Step1: 创建一个Tilemap

1. 创建Grid

• 在Unity的场景中，通过GameObject -> 2D Object -> Tilemap -> Rectangular来创建一个带有Grid的Tilemap，Grid会自动创建，Tilemap会作为Grid的子对象
• 也可以选择Hexagonal或Isometric等不同类型的网格，具体取决于游戏需求

2. 创建Tilemap

• 在Unity中，Tilemap是由一个Tilemap组件和一个Tilemap Renderer组件组成的
• Tilemap组件负责存储地图的Tile，而Tilemap Renderer负责绘制这些Tile

Step2：创建Tile Palette Tile Palette是一个管理所有Tiles的工具，它允许将Tile组织在一个面板中，方便在Tilemap中绘制和修改

1. 打开Tile Palette

• 在Unity菜单栏中，选择Window -> 2D -> Tile Palette，打开Tile Palette窗口

2. 创建Tile Palette

• 在Tile Palette窗口中，点击“Create New Palette”创建一个新的Tile Palette。可以将其命名并选择合适的Tilemap图层（比如地面、背景等）

3. 添加Tiles到Palette

• 将Sprites（或其他图像资源）拖到Tile Palette中，Unity会自动将它们转换为Tile

Step3：绘制Tilemap 在Tile Palette中选择一个Tile，然后回到Scene视图，开始在Tilemap上绘制，可以像使用画笔一样将Tile放置到网格中

• 刷子工具：Tile Palette提供了多种绘制工具，如单一Tile、区域充填、随机充填等，来快速创建Tilemap
• 删除Tile：选择删除工具后，可以擦除已经绘制的Tile

Tile的类型与特性

Unity支持多种类型的Tile，每种Tile可以为Tilemap提供不同的功能

1. Sprite Tile 这是最常见的Tile类型，它是一个简单的图像（Sprite）。可以直接将Sprite拖拽到Tile Palette中，使用它在Tilemap中进行绘制

2. Rule Tile Rule Tile允许自定义Tile之间的连接规则，这意味着，Rule Tile可以自动选择与相邻的Tiles连接的图像，从而让地图更加具自然感，减少手动绘制的工作量

• 自动连接：比如，草地Tile会根据邻近的草地Tile自动连接，而不会产生不规则的接缝

3. Animated Tile 这种Tile支持播放动画，它非常适合动态效果，如流水、火焰等

• 使用方法：可以将多个Sprite作为动画帧添加到Animated Tile中，Unity会在运行时自动播放这些动画

4. Tile Base Tile Base是Tile的基类，所有的Tile类型都会继承它，可以自定义Tile并扩展TileBase，以便实现更复杂的行为和效果

Tilemap的高级功能

1. 碰撞检测 Tilemap可以与物理系统（如2D碰撞体）一起工作，为Tilemap添加碰撞体

• Tilemap Collider 2D：为Tilemap中的每个Tile自动添加一个碰撞体，适用于简单的Tilemap物理互动
• Composite Collider 2D：如果希望优化性能，可以结合Composite Collider 2D，它将多个Tile的碰撞体合并成一个单一的碰撞体，减少物理计算的开销

2. 动态修改Tilemap Tilemap是可以动态修改的，可以通过代码修改Tile的内容。

例如，在游戏过程中根据玩家的操作或事件来修改地图

Tilemap tilemap = GetComponent<Tilemap>();
Tile tile = myTilePalette[0]; // 获取Tile
tilemap.SetTile(new Vector3Int(0, 0, 0), tile); // 在指定位置设置Tile

3. 多层Tilemap Tilemap系统允许为不同的层级创建多个Tilemap。例如，可以有一个Tilemap专门用于背景，另一个用于地面，另一个用于障碍物等。这些Tilemap可以共存于同一个Grid对象下，通过Z轴或不同的Sorting Layer来分层显示

4. 自动化地图生成 可以使用Tilemap系统进行程序化地图生产。例如，使用噪声算法（如Perlin Noise）来随机生成地图，或者在游戏中通过关卡编辑器动态生成地图。Tilemap允许运行时动态创建和修改Tile

Tilemap优化

1. 使用Tilemap的合批功能 Tilemap支持自动合批（batching），它可以将多个Tile的绘制请求合并成一个，从而减少绘制调用次数，提高渲染效率

2. 动态加载Tilemap区域 对于大型地图，动态加载玩家可见区域的Tilemap，可以显著减少内存占用和提高性能。如只加载玩家视野内的Tilemap部分，避免加载整个地图

3. 合并Tiles 可以通过合并相邻的Tile来减少绘制调用，尤其是对重复的地面图块进行合并，Unity的Tilemap Renderer可以帮助在合批过程中提高性能