在這兩周的快照中，礦物生成機(jī)制被修改以適應(yīng)21w06a修改的世界高度和噪聲洞穴等新地形。那么現(xiàn)在的礦物生成變成了什么樣子？接下來我將用比較詳細(xì)的語言解析新的礦物生成算法。

注意：該地形生成算法暫時(shí)只對最新快照21w07a-21w08b有效，Mojang對此地形生成表示為“Not Final”，也就是不能確定是否將來版本也能遵循該機(jī)制。但是根據(jù)開發(fā)的進(jìn)度，該地形生成應(yīng)該基本完全，Mojang只會對傳入?yún)?shù)進(jìn)行微調(diào)。如果在新快照中發(fā)現(xiàn)此生成機(jī)制已修改/參數(shù)微調(diào)，這篇專欄也將適應(yīng)性修改直到無法修改或參數(shù)穩(wěn)定。

這篇專欄現(xiàn)在是以21w08b的礦物生成參數(shù)進(jìn)行編寫。

一.區(qū)塊裝飾生成階段

為了生成一個(gè)完整的區(qū)塊，Mojang將區(qū)塊的生成定義了一個(gè)一個(gè)的階段，每一個(gè)階段會進(jìn)行不同的工作。生成主要分三大步：生成指定高度基本地形->地形雕刻->世界裝飾。世界裝飾分為更細(xì)的階段，后面的階段能替換前方的方塊（這也是為什么有的時(shí)候廢棄礦坑有浮空草和浮空鐵軌的原因）裝飾階段都在一個(gè)枚舉中定義：

net.minecraft.world.level.levelgen.GenerationStep.Decoration

這里我們可以看到，礦物生成是在要塞生成之后，地下裝飾之前。而新增加的Deepslate則不同，它生成在基本巖石的生成階段。

二.垂直錨點(diǎn)（Vertical Anchor）

這是21w07a新增的內(nèi)容，用于輔助各種Feature（下文會說到）的Y軸定位。它在net.minecraft.world.level.levelgen中定義，是一個(gè)抽象類，子類定義在它的內(nèi)部。它有三種模式（同時(shí)也是內(nèi)部類的數(shù)量）：Absolute（絕對坐標(biāo)值，用absolute靜態(tài)方法獲得實(shí)例），BelowTop（距離最大建筑限制高度的坐標(biāo)，用belowTop靜態(tài)方法獲得）和AboveBottom（距離最低建筑限制高度的坐標(biāo)，用aboveBottom靜態(tài)方法獲得）。此外，還有兩個(gè)常量：BOTTOM（最低建筑限制高度坐標(biāo)）和TOP（最高建筑限制高度坐標(biāo)）。垂直錨點(diǎn)有關(guān)于接下來的礦物高度和設(shè)置，也是這次更新的核心之一。

三.地物配置（Configured Feature）

地物配置地物并不是一個(gè)很新的概念了，在1.14都能看見它的身影。它用于存儲某種礦石或某種自然生成的方塊生成位置等信息。它常用的方法如下：

rarity：每次嘗試生成成功的幾率，傳入int

count：在此區(qū)塊上的嘗試生成次數(shù)，傳入int

countRandom：隨機(jī)嘗試的最大次數(shù)，傳入int

square：在區(qū)塊平面（XOZ平面）定義位置，無參

depthAverage：定義生成位置的高度，參數(shù)是一個(gè)垂直錨點(diǎn)和一個(gè)int

range：定義生成位置高度，參數(shù)為兩個(gè)垂直錨點(diǎn)

configured：生成地物的實(shí)際操作參數(shù)，例如進(jìn)行放置礦石和結(jié)構(gòu)的參數(shù)

對于礦石和三種變質(zhì)巖，configured傳入的都是OreConfiguration，它傳入的是替換方塊類型列表（targetStates）、礦脈大?。╯ize）和掩埋概率（discardChanceOnAirExposure）。例如銅礦石，它放置的方塊就是銅礦石，替換的就是主世界基礎(chǔ)巖石（石頭和Deepslate），礦脈大小是10。礦脈大小不能決定最后生成的一定有多少礦石，只是指定了一次礦脈生成的礦石最大數(shù)量。

這個(gè)版本新增和修改的就是depthAverage和range這兩種配置，這也是下文將要說到的。

上文介紹了之后我們會用的概念和引入的參數(shù)，下面來說這些方塊的生成和分布情況。

四.Deepslate生成

由于Deepslate比礦石生成要更早，所以我們要先說它的生成。它和石頭處在同一個(gè)階段生成，用了一個(gè)類net.minecraft.world.level.levelgen.DepthBasedReplacingBaseStoneSource判定在此生成的基礎(chǔ)巖石。

當(dāng)世界開始生成基礎(chǔ)巖石的時(shí)候，噪聲世界生成器會調(diào)用getBaseStone查詢這里應(yīng)該生成的基礎(chǔ)巖石，傳入的是這個(gè)方塊所處的坐標(biāo)和世界噪聲設(shè)置。首先，方法會檢查這個(gè)噪聲設(shè)置是否支持了Deepslate的生成，如果不支持直接返回最基礎(chǔ)的石頭。接下來設(shè)置隨機(jī)數(shù)種子，獲得種子的算法如下圖：

然后計(jì)算這個(gè)高度下的Deepslate生成概率：

然后計(jì)算隨機(jī)數(shù)，根據(jù)概率得到這個(gè)方塊的類型，這樣Deepslate就成功生成了。

Deepslate生成之后，就開始生成基巖、結(jié)構(gòu)，然后開始礦物生成。礦物生成需要分為兩部分說，一部分是礦脈原點(diǎn)的設(shè)置，另一部分是礦脈的礦石放置。

五.判斷礦物生成位置

在剛才Deepslate生成和表面建造之后，區(qū)塊生成器調(diào)用Boime的generate開始世界裝飾。generate中會調(diào)用大量的地物（Feature）去進(jìn)行裝飾，這里面就包括了礦石。

當(dāng)generate調(diào)用到一個(gè)OreFeature，它首先進(jìn)行原點(diǎn)定位。原點(diǎn)定位就與剛才的地物配置有關(guān)。

下面來說一下剛才在配置屬性中沒有詳細(xì)介紹的range和depthAverage，它們有關(guān)于Y軸上的原點(diǎn)定位。

range：礦物在兩個(gè)垂直錨點(diǎn)間的區(qū)域等可能生成。

比如21w07a中的高山煤礦，它從136格絕對高度到最大建筑高度上生成，選中某一個(gè)高度的概率就是1/184（0.0054%）

depthAverage：礦物以基準(zhǔn)線為軸，向上下擴(kuò)散分布。傳入?yún)?shù)即為基準(zhǔn)線（baseline）和擴(kuò)散度（spread）

這個(gè)算法的代碼如下：

這里的代碼解釋像這樣：算兩次隨機(jī)數(shù)并加和，減去擴(kuò)散度再加上基準(zhǔn)線高度。

有些不好理解？那么舉一個(gè)例子：

假如你有一枚骰子，你把它拋出了兩次，并計(jì)算了兩次點(diǎn)數(shù)之和。計(jì)算每個(gè)值的概率，畫出圖像，你就能得到一個(gè)很像正態(tài)分布的圖像。

通過這個(gè)的理解，我們也能很快的計(jì)算出來一次生成中礦物原點(diǎn)放置垂直位置的概率計(jì)算公式，公式如下：

通過這個(gè)公式我們可以看到，概率最大的高度應(yīng)該是基準(zhǔn)線高度向下一格（h=b-1），而非基準(zhǔn)線高度，概率是P(H=b-1)=1/s。（所以我認(rèn)為這是Mojang沒計(jì)算好）

為什么公式推導(dǎo)式是這個(gè)？在Java中，nextInt返回的是0到參數(shù)值的左閉右開區(qū)間，比如nextInt(3)的返回值就是{0,1,2}，所以公式推導(dǎo)為這個(gè)。

在原點(diǎn)判斷完之后，就是礦脈生成。

六.生成礦脈

在判斷完原點(diǎn)之后，就會調(diào)用OreFeature的place方法進(jìn)行礦脈放置。

簡單說一下它的作用，先找出一個(gè)生成礦物的方向，然后根據(jù)礦物的規(guī)模決定生成一個(gè)礦脈的高度。然后調(diào)用doPlace，它是進(jìn)行實(shí)際放置的方法，由于很復(fù)雜，解讀都很麻煩，就不細(xì)說了。doPlace就是計(jì)算在此是否生成礦物，如果能，則判斷是否可替換。為了在地下生成兩種礦石，這里用到了一個(gè)叫TargetBlockState的類用于測試是否可替換現(xiàn)在的礦石。為了減小在空氣中暴露的概率，加入了shouldSkipAirCheck等用于檢查空氣暴露的檢查。在這些檢查之后，如果可替換，就放置礦物。至此，礦物生成就結(jié)束了。

七.21w08b礦物分布

接下來，我們將計(jì)算21w08b中各種礦物的生成。下面的數(shù)據(jù)由各種生成方式嘗試次數(shù)、礦脈大小和原點(diǎn)嘗試概率等的積的和（不考慮暴露概率影響，暫且叫礦物生成常數(shù)OGC吧）作為參考依據(jù)考慮最佳的挖掘高度，這個(gè)值越大，生成概率就越高，它相當(dāng)于一個(gè)完全合法由可替換方塊組成的區(qū)塊的Y軸某個(gè)平面上你能挖到的某種礦物數(shù)量平均值。在實(shí)際的生成中，由于每個(gè)區(qū)塊都不是完全由可替換方塊組成，所以真正的值要比預(yù)測值小。

1）鉆石

鉆石只有一個(gè)生成規(guī)律，每個(gè)區(qū)塊嘗試4次，礦脈大小為8，生成規(guī)律為depthAverage，基準(zhǔn)線為-64，擴(kuò)展度為80，掩埋概率為50%，所以最高生成原點(diǎn)高度為14。由于-64到-60層為基巖，所以最佳的挖掘高度為-59（不考慮巖漿層影響），OGC=0.37。

2）紅石

紅石具有兩個(gè)生成規(guī)律：第一種是平常生成規(guī)律，嘗試6次，礦脈大小為8，生成規(guī)律為range，從-64到15都有生成，OGC恒等為0.6；第二種為深層生成規(guī)律，嘗試12次，礦脈大小為8，生成規(guī)律為depthAverage，基準(zhǔn)線為-64，擴(kuò)展度32，與鉆石一樣，在-59層挖掘最佳，這時(shí)該生成規(guī)律OGC為2.4375。所以總體看來，-59層挖掘最佳（不考慮巖漿層影響），OGC=3.0375。

3）鐵礦石

鐵礦石具有三個(gè)生成。在高處的生成嘗試40次，礦脈大小為9，生成規(guī)律為depthAverage，基準(zhǔn)線在256，擴(kuò)展度為128，所以高處的生成理應(yīng)為255層最多，期望OGC在2.8125。但是因?yàn)楦呱降匦蔚牧硪豁?xiàng)參數(shù)：可替換方塊數(shù)的減小，使得生成失敗概率很大，所以不推薦去高山挖礦。而在低處的生成會嘗試20次，礦脈大小為9，分布也是depthAverage，基準(zhǔn)線為32，擴(kuò)散度為48，所以在31層挖礦最佳，OGC=3.75。在最底部還有減小礦石數(shù)的生成，嘗試四次，礦脈大小為4，分布為range，在-64到-8生成，OGC為0.286。

4）銅礦石

銅礦石只有一種生成，嘗試20次，礦脈大小為10，分布為depthAverage，基準(zhǔn)線為48，擴(kuò)散度為48。挖銅礦高度最佳為47，OGC=4.167。

5）煤礦石

煤礦石有兩個(gè)生成規(guī)律。第一種是高山上的生成，嘗試30次，礦脈大小為17，分布為range，從136到383分布，OGC恒等于2.056。第二種為低層面的生成，嘗試20次，礦脈大小為17，分布為depthAverage，基準(zhǔn)線為96，擴(kuò)散度為96。由于兩種方式有重疊，所以要計(jì)算兩個(gè)位置的OGC。在Y=136，OGC=4.546；在Y=95，OGC=5.3125。所以，在95層挖煤最好，但是由于山地限制，生成成功概率較小，建議還是在地面淺表進(jìn)行采掘（Y=60-63）

6）金礦石（主世界）

金礦只有一種生成規(guī)律，嘗試4次，礦脈大小為8，50%掩埋概率，分布為depthAverage，基準(zhǔn)線為-16，擴(kuò)散度為48。在-17層采掘最好，OGC=0.667。

7）青金石

青金石有外露和不外露的兩種生成規(guī)律。不外露方式嘗試1次，礦脈大小為7，分布為range，從-64到64進(jìn)行分布，OGC恒為0.054。外露方式嘗試1次，礦脈大小為7，分布為depthAverage，基準(zhǔn)線為0，擴(kuò)散度為32。所以最佳挖掘高度在-1，此時(shí)OGC=0.273。

8）綠寶石

綠寶石只在高山地形生成，嘗試6-16次不等，單個(gè)出現(xiàn)，分布為depthAverage，基準(zhǔn)線為256，擴(kuò)散度為224。理論生成在255層的最多，OGC為0.023-0.063，平均OGC為0.043。

9）安山巖

安山巖等巖石它們也是和礦石生成規(guī)律差不多。它會嘗試生成2次，礦脈大小為64，分布range，在0到79層，OGC為1.6。

10）閃長巖

閃長巖會嘗試生成2次，礦脈大小為64，分布為range，從0到79，OGC為1.6。

11）花崗巖

花崗巖嘗試生成2次，礦脈大小64，分布為range，0-79分布，OGC=1.6。

12）砂礫（主世界）

砂礫會嘗試生成12次，礦脈大小為33，分布為range，分布在0-319，OGC=1.238。

13）泥土（地下）

泥土?xí)L試生成15次，礦脈大小為33，分布為range，散列在0-319，OGC=1.549。

14）下界金礦石（三角洲區(qū)域）

這次修改不止修改了主世界的礦石，下界的礦石也被修改（但是生成的概率沒有改變）。在三角洲區(qū)域的下界金礦嘗試生成20次，礦脈大小為10，分布規(guī)律為range，分布在10-117層，OGC=1.852。

15）下界石英（三角洲區(qū)域）

三角洲區(qū)域下界石英嘗試生成32次，礦脈大小為14，分布為range，在10-117層，OGC=4.148。

16）下界金礦石（其他區(qū)域）

普通下界金礦石嘗試生成10次，礦脈大小為10，分布為range，在10-117層分布，OGC=0.926。

17）下界石英（其他區(qū)域）

普通下界石英礦石嘗試生成16次，礦脈大小為14，分布為range，在10-117分布，OGC=2.074。

18）遠(yuǎn)古殘骸

遠(yuǎn)古殘骸有兩個(gè)生成規(guī)律。大型礦脈嘗試生成1次，礦脈大小為3，分布為depthAverage，基準(zhǔn)線為16，擴(kuò)散度為8，在Y=15時(shí)生成概率最大，OGC=0.188。小型礦脈嘗試生成1次，分布為range，在8-119分布，OGC恒為0.019。所以在Y=15采掘遠(yuǎn)古殘骸最好，OGC=0.207。

19）砂礫（下界）

在下界中，砂礫嘗試生成2次，礦脈大小為33，分布為range，從5到41層之間分布，OGC=1.784。

20）靈魂沙（非靈魂沙峽谷的礦石類生成）

靈魂沙嘗試生成12次，礦脈大小為12，分布為range，0-31層之間生成，OGC=4.5。

21）巖漿塊（下界）

巖漿塊嘗試生成4次，礦脈大小33，分布為range，在27-36層分布，OGC=13.2。

22）黑石

黑石生成會嘗試2次，礦脈大小為33，分布為range，在5-31層分布，OGC=2.444。

23）凝灰?guī)r

凝灰?guī)r在21w08b里面不再是紫水晶洞的外圍，而是代替了07a安山巖在底層巖石的生成。它嘗試2次，礦脈大小64，分布于-64到0層，OGC=2.0。

這些就是世界中可生成的所有礦物類方塊的生成分布?？梢钥闯?，理論上，綠寶石仍然是MC中最難挖到的礦石，OGC僅為0.043（avg.）；而最容易挖到的是巖漿塊，OGC達(dá)到了驚人的13.2，只要你知道了它的分布位置很快就能挖回來一大堆。

這篇專欄到這里也就結(jié)束了，礦石生成只是MC眾多生成規(guī)律的一部分，但是也是和我們最貼近的一個(gè)生成。

代碼源：21w07a（1），21w08b（2），以Mojang Name反混淆

反混淆器：MCDynamicExchanger（現(xiàn)在有一點(diǎn)小bug，正在修）

[項(xiàng)目地址 https://github.com/Nickid2018/MCDynamicExchanger]

反編譯器：CFK，F(xiàn)ernFlower

第一次修改：

如果發(fā)現(xiàn)了文章中有問題，可以在評論區(qū)指正，在下一個(gè)快照發(fā)布時(shí)修改。