three.js —— JavaScript 3D 图形库（WebGL / WebGPU）

Craft 是一个用 C 语言编写的简易《Minecraft》风格沙盒游戏，采用现代 OpenGL（着色器）渲染，代码量仅数千行。它支持 Windows、macOS 和 Linux 平台，并内置了基于 Python 服务端的在线多人联机功能。项目作者是 Michael Fogleman，其官方网站提供了更多信息与可执行文件下载。

Craft 的目标并非完整复刻《Minecraft》，而是以极简的代码展示一个可玩、可扩展的沙盒世界核心机制。它包含了地形生成、方块交互、昼夜循环、持久化存储和多人联机等基础模块，适合作为学习现代 OpenGL 和游戏编程的参考项目。

技术要点

地形生成

地形基于 Simplex 噪声生成，这是一种确定性噪声函数，根据位置播种，因此同一位置的世界总是以相同方式生成。世界在 XZ 平面上被划分为 32x32 方块的区块（Y 轴向上），这使得世界可以“无限”延伸（但在较大的 X 或 Z 值处存在浮点精度问题），同时也便于数据管理。只有可见的区块才会从数据库查询。

渲染优化

• 仅渲染暴露面：只有暴露在外的面才会被渲染，因为绝大多数方块要么完全隐藏，要么只暴露一两个面。每个区块会记录相邻区块的一格宽度重叠，以确定边界上的方块是否暴露。
• 视锥剔除：仅渲染可见区块，使用简单的视锥剔除方法测试区块是否在相机视野内，不在则跳过渲染，从而提升性能。
• 区块缓冲区重建：当区块中的方块发生变化时，整个区块的缓冲区会重新生成，而不是尝试更新 VBO。
• 文本渲染：使用位图图集，每个字符渲染为两个三角形组成的 2D 矩形。
• 现代 OpenGL：不使用废弃的固定功能管线，使用顶点缓冲对象（VBO）存储位置、法线和纹理坐标，并通过顶点和片段着色器进行渲染。矩阵操作函数位于 matrix.c 中，3D 模型由简单的立方体和矩形在 cube.c 中生成。
• 透明效果：玻璃和植物的透明通过片段着色器丢弃洋红色像素实现（植物不占满三角形图元的整个矩形）。

数据库存储

用户对世界的修改存储在 SQLite 数据库中，仅存储增量变化。加载时先生成默认世界，再应用用户修改。主表名为“block”，包含列 p、q、x、y、z、w，其中 (p, q) 标识区块，(x, y, z) 标识方块位置，w 标识方块类型（0 表示空气）。游戏内区块使用哈希表存储方块，键为 (x, y, z)，值为 w。方块的 Y 坐标限制在 0 <= y < 256，上限为防止建造过高结构的人为限制，且不允许破坏 y = 0 的方块以避免掉出世界。

多人联机实现

多人模式使用普通套接字和简单的 ASCII 行协议。每行由命令码和零个或多个逗号分隔的参数组成。客户端通过 C,p,q,key 请求区块，服务端返回方块更新 B,p,q,x,y,z,w 和缓存键 K,p,q,key。玩家位置以 P,pid,x,y,z,rx,ry 格式发送，客户端对过去两次位置更新进行插值以实现平滑动画。客户端最多每 0.1 秒发送一次自身位置。客户端使用 SQLite 数据库进行缓存，写入在后台线程中进行，每 5 秒提交一次事务，使用环形缓冲区作为写入队列。多人模式下，玩家可以在主视图或画中画视图中观察彼此，画中画实现简单，只需更改视口并从其他玩家视角重新渲染场景。

碰撞检测与天空穹顶

• 碰撞检测：通过从玩家位置沿视线向量发射射线进行命中测试（扫描步长可调以提高精度）。碰撞检测则调整玩家位置，使其与相邻障碍方块保持一定距离（云和植物不是障碍，可直接穿过）。
• 天空穹顶：使用带纹理的天空穹顶，纹理的 X 坐标表示一天中的时间，Y 值从天空球底部映射到顶部，玩家始终位于球心。方块的片段着色器也会采样天空纹理，根据方块相对于背景天空的位置确定合适的雾颜色进行混合。
• 环境光遮蔽：按照指定网页描述的方法实现。

依赖库

• GLEW：跨平台管理 OpenGL 扩展。
• GLFW：跨平台窗口管理。
• CURL：用于认证过程的 HTTPS / SSL POST 请求。
• lodepng：加载 PNG 纹理。
• sqlite3：保存用户添加/移除的方块。
• tinycthread：跨平台线程。

构建与运行

安装依赖

macOS：安装 CMake，可使用 Homebrew 简化：brew install cmake。

Linux (Ubuntu)：

sudo apt-get install cmake libglew-dev xorg-dev libcurl4-openssl-dev
sudo apt-get build-dep glfw

Windows：安装 CMake 和 MinGW，将 C:\MinGW\bin 加入 PATH。安装 cURL，确保 CURL/lib 和 CURL/include 位于 Program Files 目录。使用以下命令替代后续编译命令：

cmake -G "MinGW Makefiles"
mingw32-make

编译与运行

git clone https://github.com/fogleman/Craft.git
cd Craft
cmake .
make
./craft

多人游戏

官方服务器 craft.michaelfogleman.com 已下线，可自行搭建服务器。

客户端：通过命令行参数连接服务器：./craft [HOST [PORT]]，或在游戏内使用 /online [HOST [PORT]] 命令。

服务端：服务端使用 Python 编写，但需要编译一个 DLL 以执行与客户端相同的地形生成：

gcc -std=c99 -O3 -fPIC -shared -o world -I src -I deps/noise deps/noise/noise.c src/world.c
python server.py [HOST [PORT]]