Bagaimana cara menempatkan entitas secara acak yang tidak tumpang tindih?

Saya membuat lingkungan yang dibuat secara acak untuk game yang saya kembangkan. Saya menggunakan OpenGLdan mengkode Java.

Saya mencoba menempatkan pohon secara acak di dunia saya (untuk membuat hutan), tetapi saya tidak ingin modelnya tumpang tindih (yang terjadi ketika dua pohon ditempatkan terlalu dekat satu sama lain). Inilah gambar dari apa yang saya bicarakan:

Saya dapat memberikan lebih banyak kode jika perlu, tetapi ini cuplikan penting. Saya menyimpan objek saya ArrayListdengan List<Entity> entities = new ArrayList<Entity>();. Saya kemudian menambahkan ke daftar itu menggunakan:

Random random = new Random();
for (int i = 0; i < 500; i++) {
    entities.add(new Entity(tree, new Vector3f(random.nextFloat() * 800 - 400, 
    0, random.nextFloat() * -600), 0, random.nextFloat() * 360, 0, 3, 3, 3);
}

di mana masing-masing Entitymengikuti sintaks berikut:

new Entity(modelName, positionVector(x, y, z), rotX, rotY, rotZ, scaleX, scaleY, scaleZ);

rotXadalah rotasi sepanjang sumbu x, dan scaleXskala dalam arah x, dll.

Anda dapat melihat bahwa saya menempatkan pohon-pohon ini secara acak dengan random.nextFloat()untuk xdan zposisi, dan membatasi rentang sehingga pohon-pohon akan muncul di lokasi yang diinginkan. Namun, saya ingin entah bagaimana mengontrol posisi-posisi ini, sehingga jika ia mencoba menempatkan pohon terlalu dekat dengan pohon yang ditempatkan sebelumnya, itu akan menghitung ulang posisi acak baru. Saya berpikir bahwa setiap pohon Entitydapat memiliki bidang lain, seperti treeTrunkGirth, dan jika pohon ditempatkan pada jarak antara lokasi pohon lain dan itu treeTrunkGirth, maka itu akan menghitung ulang posisi baru. Apakah ada cara untuk menyelesaikan ini?

Saya senang menambahkan potongan kode dan detail yang diperlukan.

Sebuah Poisson-Disk pengambilan sampel distribusi akan memungkinkan Anda untuk memilih titik acak jarak minimum terpisah. Situasi Anda mirip dengan pertanyaan ini , tetapi karena pohon Anda bukan titik ideal, Anda perlu mengubah pemeriksaan jarak sebagai berikut: jarak antara pohon baru yang potensial & pohon yang ada, harus kurang dari jumlah jari-jari mereka. .

Algoritma Bridson dapat secara efisien menyelesaikan masalah dalam O (n), tetapi bisa sedikit rumit untuk menyesuaikannya untuk jarak variabel. Jika parameter Anda agak rendah & / atau Anda mengkomputasi medan Anda, solusi brute force juga dapat membantu Anda. Berikut adalah beberapa contoh kode yang memaksa masalah dengan memeriksa setiap potensi penempatan pohon baru terhadap semua pohon yang ditempatkan sebelumnya:

public static class SimpleTree{
    float x;
    float z;
    float r;

    public SimpleTree(Random rng, float xMax, float zMax, float rMin, float rMax){
        x = rng.nextFloat() * xMax;
        z = rng.nextFloat() * zMax;
        r = rng.nextFloat() * (rMax-rMin) + rMin;
    }
}

private static ArrayList<SimpleTree> buildTreeList(float xMax, float zMax, 
        float rMin, float rMax, int maxAttempts, Random rng) {
    ArrayList<SimpleTree> result = new ArrayList<>();

    SimpleTree currentTree = new SimpleTree(rng, xMax, zMax, rMin, rMax);
    result.add(currentTree);

    boolean done = false;
    while(!done){
        int attemptCount = 0;
        boolean placedTree = false;
        Point nextPoint = new Point();
        SimpleTree nextTree = null;
        while(attemptCount < maxAttempts && !placedTree){
            attemptCount++;
            nextTree = new SimpleTree(rng, xMax, zMax, rMin, rMax);
            if(!tooClose(nextTree, result)){
                placedTree = true;
            }
        }
        if(placedTree){
            result.add(nextTree);
        }
        else{
            done = true;
        }
    }

    return result;
}

private static boolean tooClose(SimpleTree tree, ArrayList<SimpleTree> treeList) {
    for(SimpleTree otherTree : treeList) {
        float xDiff = tree.x - otherTree.x;
        float zDiff = tree.z - otherTree.z;

        float dist = (float)Math.sqrt((xDiff * xDiff) + (zDiff * zDiff));
        if(dist < tree.r + otherTree.r){
            return true;
        }
    }        
    return false;
}

Dengan parameter berikut:

 maxAttempts = 500;
 width = 300;
 height = 200;
 minSize = 2;
 maxSize = 15;

Saya dapat menempatkan & membuat secara acak antara 400-450 pohon dalam waktu kurang dari sedetik. Ini sebuah contoh: