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地形用のパーリンノイズ生成

Perlin Noiseを使用して高さマップを生成するために online を見つけたソースコードを実装しようとしています。ランダムな高さマップを可能にするために、3番目の座標がランダムな「シード」であるnoise3関数を使用して、高さマップを取得することに成功しました。

私の問題は、生成された地形がかなり鈍いことです。山が欲しいし、草原がなだらかになっています。私はPerlin Noise（ほとんど here ）を読んでいます。読みやすさを念頭に置いて書かれていないソースコードと、Perlin Noiseの一般的な概念に対する理解が弱いため、コードを微調整する必要があるもの（振幅と周波数？）がわかりません。より劇的な地形を作成します。

Perlin Noise、Perlin Noise一般、またはさらに解読可能なコードを使用した高さマップの生成に関する詳細情報も歓迎します。

EDIT：振幅と周波数に関して、Perlin Noiseがどのように機能するのか（種類）を理解していますが、どの変数を変更するのか疑問に思っています上記でリンクしたコードは、これらの2つの側面に使用されます。

terrainperlin-noise
37
ecoutu

パーリンノイズは、設定したさまざまな変数、つまり振幅、周波数、持続性によって完全に制御されます。オクターブの量にはわずかな変化がありますが、それほど変化はありません。過去に書いたコードでは、必要なものが得られるまで、周波数と持続性の大きさをいじってみました。必要に応じて、古いソースを見つけることができます。

PerlinNoise.h

#pragma once

class PerlinNoise
{
public:

  // Constructor
    PerlinNoise();
    PerlinNoise(double _persistence, double _frequency, double _amplitude, int _octaves, int _randomseed);

  // Get Height
    double GetHeight(double x, double y) const;

  // Get
  double Persistence() const { return persistence; }
  double Frequency()   const { return frequency;   }
  double Amplitude()   const { return amplitude;   }
  int    Octaves()     const { return octaves;     }
  int    RandomSeed()  const { return randomseed;  }

  // Set
  void Set(double _persistence, double _frequency, double _amplitude, int _octaves, int _randomseed);

  void SetPersistence(double _persistence) { persistence = _persistence; }
  void SetFrequency(  double _frequency)   { frequency = _frequency;     }
  void SetAmplitude(  double _amplitude)   { amplitude = _amplitude;     }
  void SetOctaves(    int    _octaves)     { octaves = _octaves;         }
  void SetRandomSeed( int    _randomseed)  { randomseed = _randomseed;   }

private:

    double Total(double i, double j) const;
    double GetValue(double x, double y) const;
    double Interpolate(double x, double y, double a) const;
    double Noise(int x, int y) const;

    double persistence, frequency, amplitude;
    int octaves, randomseed;
};

PerlinNoise.cpp

#include "PerlinNoise.h"

PerlinNoise::PerlinNoise()
{
  persistence = 0;
  frequency = 0;
  amplitude  = 0;
  octaves = 0;
  randomseed = 0;
}

PerlinNoise::PerlinNoise(double _persistence, double _frequency, double _amplitude, int _octaves, int _randomseed)
{
  persistence = _persistence;
  frequency = _frequency;
  amplitude  = _amplitude;
  octaves = _octaves;
  randomseed = 2 + _randomseed * _randomseed;
}

void PerlinNoise::Set(double _persistence, double _frequency, double _amplitude, int _octaves, int _randomseed)
{
  persistence = _persistence;
  frequency = _frequency;
  amplitude  = _amplitude;
  octaves = _octaves;
  randomseed = 2 + _randomseed * _randomseed;
}

double PerlinNoise::GetHeight(double x, double y) const
{
  return amplitude * Total(x, y);
}

double PerlinNoise::Total(double i, double j) const
{
    //properties of one octave (changing each loop)
    double t = 0.0f;
    double _amplitude = 1;
    double freq = frequency;

    for(int k = 0; k < octaves; k++) 
    {
        t += GetValue(j * freq + randomseed, i * freq + randomseed) * _amplitude;
        _amplitude *= persistence;
        freq *= 2;
    }

    return t;
}

double PerlinNoise::GetValue(double x, double y) const
{
    int Xint = (int)x;
    int Yint = (int)y;
    double Xfrac = x - Xint;
    double Yfrac = y - Yint;

  //noise values
  double n01 = Noise(Xint-1, Yint-1);
  double n02 = Noise(Xint+1, Yint-1);
  double n03 = Noise(Xint-1, Yint+1);
  double n04 = Noise(Xint+1, Yint+1);
  double n05 = Noise(Xint-1, Yint);
  double n06 = Noise(Xint+1, Yint);
  double n07 = Noise(Xint, Yint-1);
  double n08 = Noise(Xint, Yint+1);
  double n09 = Noise(Xint, Yint);

  double n12 = Noise(Xint+2, Yint-1);
  double n14 = Noise(Xint+2, Yint+1);
  double n16 = Noise(Xint+2, Yint);

  double n23 = Noise(Xint-1, Yint+2);
  double n24 = Noise(Xint+1, Yint+2);
  double n28 = Noise(Xint, Yint+2);

  double n34 = Noise(Xint+2, Yint+2);

    //find the noise values of the four corners
    double x0y0 = 0.0625*(n01+n02+n03+n04) + 0.125*(n05+n06+n07+n08) + 0.25*(n09);  
    double x1y0 = 0.0625*(n07+n12+n08+n14) + 0.125*(n09+n16+n02+n04) + 0.25*(n06);  
    double x0y1 = 0.0625*(n05+n06+n23+n24) + 0.125*(n03+n04+n09+n28) + 0.25*(n08);  
    double x1y1 = 0.0625*(n09+n16+n28+n34) + 0.125*(n08+n14+n06+n24) + 0.25*(n04);  

    //interpolate between those values according to the x and y fractions
    double v1 = Interpolate(x0y0, x1y0, Xfrac); //interpolate in x direction (y)
    double v2 = Interpolate(x0y1, x1y1, Xfrac); //interpolate in x direction (y+1)
    double fin = Interpolate(v1, v2, Yfrac);  //interpolate in y direction

    return fin;
}

double PerlinNoise::Interpolate(double x, double y, double a) const
{
    double negA = 1.0 - a;
  double negASqr = negA * negA;
    double fac1 = 3.0 * (negASqr) - 2.0 * (negASqr * negA);
  double aSqr = a * a;
    double fac2 = 3.0 * aSqr - 2.0 * (aSqr * a);

    return x * fac1 + y * fac2; //add the weighted factors
}

double PerlinNoise::Noise(int x, int y) const
{
    int n = x + y * 57;
    n = (n << 13) ^ n;
  int t = (n * (n * n * 15731 + 789221) + 1376312589) & 0x7fffffff;
    return 1.0 - double(t) * 0.931322574615478515625e-9;/// 1073741824.0);
}
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Nick Banks

友人がこの質問にリンクしてくれたので、受け入れられた答えで扱われていないいくつかのことを解決しようと思った。

エリアスの興味深く有益な記事では、「Perlin noise」ではなく「value noise」を使用しています。値ノイズには、ランダム化されたポイントの曲線近似が含まれます。勾配ノイズ（Perlinノイズが主な例です）は、0値の点の格子を作成し、それぞれにランダムな勾配を与えます。彼らは頻繁に互いに混同されています！

http://en.wikipedia.org/wiki/Gradient_noise

第二に、シードとして3番目の値を使用するとコストがかかります。ランダムな地形が必要な場合は、代わりにOriginをランダムな量に変換することを検討してください。 3Dコールは2Dコールよりも高価になります。また、z値を使用して2Dノイズの特定のスライスを選択するだけです。

第三に、ストレート関数呼び出しは、ランダム性が単一の周波数に制限されているため、実際の地形のようにゴツゴツではなく、全体的にかなり滑らかで変動する値を返します。ゴツゴツした地形を得るための良い方法は、異なる周波数でノイズ空間を進行する複数の呼び出しを合計し、通常「フラクタル」値を設定することです。

したがって、たとえば、合計noise(x, y) + (1/2)(noise(x*2, y*2) + (1/4)(noise(x*4, y*4)...

結果の合計は、おそらく-1から1の範囲外になることが多いため、値を使用する前に結果を正規化する必要があります。ファクターシリーズ（1、1/2、1/4など）を設定して、[-1、1]内にとどまることが保証されるようにすることをお勧めします。使用する「オクターブ」。 （しかし、これが本当にこれを行う最も効率的な方法であるかどうかはわかりません。）

4オクターブの例：(1/15)(noise(x, y) + (2/15)(noise(2x, 2y) + (4/15)(noise(4x, 4y) + (8/15)(noise(8x, 8y)

次に、合計を取り、それを= |sum|（つまり、abs関数を使用）にする「乱流ノイズ」正規化を使用します。これにより、滑らかなローリングとは対照的に、地形に明確なangular谷の尾根が与えられます。

私はSimplexNoiseビジュアライザーに取り組んでいます。最終的にはGitHubでJavaプロジェクトとしてオープンソースにしたいと考えています。 .org： http://www.Java-gaming.org/topics/simplex-noise-experiments-towards-procedural-generation/27163/view.html 最初のドラフトに重点を置くのはより多くのチュートリアルです、生成されたコード例を使用します（ただし、Javaにあります）。

SimplexNoiseの仕組みに関する素晴らしい記事（およびPerlin対Gradient背景）： http://staffwww.itn.liu.se/~stegu/simplexnoise/simplexnoise.pdf

ステファン・グスタフソンはこれについて本当に素晴らしい仕事をしました！

20
Phil Freihofner

振幅は、地形の高低を制御し、周波数は流れを制御します。周波数が低いほど流れが大きくなります。

ギザギザの山岳風景が必要な場合は、両方を上げる必要があります。

5
wich

これは、3D Perlin Noiseを使用してJavaScriptで書いたサーフェス生成の例です。表面にはボクセルが存在するかどうかのいずれかなので、Perlin Noiseキューブを計算した後にしきい値を適用するだけです。この例では、ノイズの確率はすべての次元で等しくなっています。地面に向かってランダムな値を増やし、空に向かって減らすと、よりリアルな風景を得ることができます。

http://kirox.de/test/Surface.html

WebGLを有効にする必要があります。これを書いている時点で、最高のパフォーマンスを得るためにChromeを使用することをお勧めします。

2
oyophant