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Wie kann man ein Spielgebiet erstellen, das so realistisch wie die Natur mit Perlin -Lärm?
Mit der Entwicklung der Spieltechnologie verfolgen Spieleentwickler zunehmend näher an der Realität um Umwelteffekte.Und Perlin -Rauschen als Werkzeug zur Erzeugung natürlicher Erscheinungswesenträger ist einer der Schlüssel, um es darauf anzuwenden.Dieser von Ken Perlin 1983 entwickelte Algorithmus wird nicht nur verwendet, um eine Vielzahl natürlicher Elemente zu erzeugen, sondern auch realistische Terrains in Videospielen zu schaffen.
In der modernen Spielentwicklung sind strenge und effiziente Algorithmen entscheidend für die Verbesserung der Benutzererfahrung des Spiels.Perlin Noise ist ein Algorithmus, der computergenerierte Bilder natürlicher macht.
Geschichte des Perlin -Rauschens
Perlin-Rauschen wurde aus Ken Perlins Unzufriedenheit mit dem Auftreten von "Maschinenberechnungen" geboren, die zu diesem Zeitpunkt von computergenerierten Bildern (CGI) angezeigt wurden.Er stellte diese Idee 1985 offiziell vor, ein Papier mit dem Titel "Ein Bildgebungssynthesizer" auf der Siggraph Conference.Als er Tron machte, hoffte er, mehr natürliche Animationen zu erstellen, die ihn dazu veranlassten, tiefer in zufälliges Geräusch auszugraben.
Zu diesem Zeitpunkt fehlte Perlin Noise hauptsächlich eine realisierbare Anwendungsumgebung.Perlin Rauschanwendung
Perlin -Rauschen wird in visuellen Effekten von Fernsehen und Filmen häufig verwendet, insbesondere bei Flammen, Wolken und Bodentexturen und kann die Zufälligkeit der Natur erfolgreich simulieren.Durch den Prozess der programmatischen Generation können Entwickler verschiedene Materialien und Texturen um feste mathematische Ausdrücke schaffen.In einer Umgebung, in der das Speicher begrenzt ist, kann Perlin -Rauschen auch die erforderlichen visuellen Effekte effizient erzeugen.
Das Merkmal dieses Rauschens ist seine Kontrollierbarkeit, Funktion und Zufälligkeit, wodurch Perlin-Rauschen eine ideale Wahl in der Spielentwicklung macht, insbesondere bei der Erstellung von Programmen für Programme.
Algorithmusdetails
Die Implementierung von Perlin -Rauschen wird normalerweise in drei Hauptschritte unterteilt: Definieren des Gitters des stochastischen Gradientenvektors, Berechnung seines Punktprodukts und dann der Interpolation.Diese Schritte ermöglichen es dem erzeugten Rauschen, ganz besondere Eigenschaften zu erhalten.
Gitterdefinition
Im n-dimensionalen Raum definieren Sie ein Netz und jeder Gitter-Schnittpunkt hat einen n-dimensionalen Gradientenvektor, der der Zufälligkeit entspricht, was die Grundlage für die Erzeugung von Rauschen ist.In einem dimensionalen Fall handelt es sich um eine Reihe zufälliger realer Werte.
Produktberechnung von Dokument
Bei der Berechnung des Wertes eines Kandidatenpunkts müssen Sie zuerst die eindeutige Gitterzelle herausfinden, an der sich der Punkt befindet, und dann die 2N -Ecken der Zelle und ihren entsprechenden Gradientenvektor identifizieren.Für jede Ecke wird der versetzte Vektor seines Abstands vom Kandidatenpunkt berechnet, so dass das Punktprodukt zwischen dem Gradientenvektor und dem Offset -Vektor der Ecke erhalten werden kann.
Interpolationsberechnung
Der letzte Schritt besteht darin, diese 2N -Punktprodukte zu interpolieren.Dieser Prozess verwendet eine Funktion mit einem Zero-First-Derivat an 2N-Gitterknoten zur Berechnung, so dass der Ausgang jedes Knotens das DOT-Produkt zwischen seinem Gradientenvektor und dem Offset-Vektor dieses Knotens annähert.
Durch diese Verarbeitung erscheint die Erzeugung von Perlin -Rauschen nicht mehr in der Anordnungsstruktur der Natur, sondern fügt mehr Zufälligkeit und Variation hinzu.
Komplexität des Perlin -Rauschens
Die Berechnungskomplexität des Perlin -Rauschens beträgt O (2N), was mit zunehmender Dimension schnell zunimmt.Mit der Weiterentwicklung von Technologie sind auch Alternativen wie Simplex -Rauschen und OpenSimplex -Rauschen aufgetaucht, die eine bessere Komplexität für die Erzeugung ähnlicher Effekte bieten.Diese fortschrittlichen Algorithmen haben die Effizienz verbessert und reduzieren visuelle Artefakte, die in der Berechnung auftreten.
Schlussfolgerung
Da die Anwendung von Perlin Rauschen weiter erweitert, können Spieleentwickler die natürliche Umgebung besser simulieren und ein Terrain schaffen, das sowohl schön als auch realistisch ist.Für Entwickler, die ihr Verständnis der generativen Kunst weiter vertiefen möchten, können die unendlichen Möglichkeiten von Perlin -Rauschen die zukünftige Schöpfung inspirieren?
