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Perlin 소음으로 자연처럼 현실적인 게임 지형을 만드는 방법?
게임 기술의 발전으로 게임 개발자들은 점점 현실에 더 가깝게 환경 효과를 추구하고 있습니다.그리고 자연적인 외관 텍스처를 만드는 도구로서 Perlin Noise는이를 적용하는 열쇠 중 하나입니다.1983 년 Ken Perlin이 개발 한이 알고리즘은 다양한 자연 요소를 생성하는 데 사용될뿐만 아니라 비디오 게임에서 현실적인 지형을 만드는 데 사용됩니다.
현대적인 게임 개발에서는 게임의 사용자 경험을 향상시키는 데 엄격하고 효율적인 알고리즘이 중요합니다.Perlin Noise는 컴퓨터로 생성 된 사진을 더 자연스럽게 만드는 알고리즘입니다.
Perlin 소음의 역사
Perlin 소음은 당시 컴퓨터로 생성 된 이미지 (CGI)에 의해 표시되는 "기계 계산"의 모양에 대한 Ken Perlin의 불만에서 태어났습니다.그는 Siggraph Conference에서 "A Imaging Synthesizer"라는 제목의 논문 인 1985 년 에이 아이디어를 공식적으로 소개했습니다.그가 Tron을 만들었을 때, 그는 더 자연스러운 애니메이션을 만들고 싶어서 무작위 소음을 더 깊이 파고 들었습니다.
당시 Perlin Noise는 1997 년까지 실현 가능한 응용 프로그램 환경이 부족하여 Algorithm의 기술적 업적을 얻었습니다.
Perlin Noise Application
Perlin 소음은 특히 화염, 구름 및지면 질감을 만들 때 텔레비전과 영화의 시각적 효과에 널리 사용되며 자연의 무작위성을 성공적으로 시뮬레이션 할 수 있습니다.프로그래밍 방식 생성 과정을 통해 개발자는 고정 수학 표현식 주위에 다양한 재료와 질감을 만들 수 있습니다.메모리가 제한되는 환경에서 Perlin 노이즈는 또한 효율적인 방식으로 원하는 시각 효과를 생성 할 수 있습니다.
이 노이즈의 특징은 제어 성, 기능 및 무작위성이며, 특히 프로그램 생성 지형을 만들 때 Perlin 소음을 게임 개발에서 이상적인 선택으로 만듭니다.
알고리즘 세부 정보
Perlin 노이즈의 구현은 일반적으로 세 가지 주요 단계로 나뉩니다. 확률 적 구배 벡터의 그리드를 정의하고 DOT 제품을 계산 한 다음 보간합니다.이 단계는 생성 된 노이즈가 매우 특별한 특성을 얻을 수있게합니다.
그리드 정의
n 차원 공간에서 그리드를 정의하고 각 그리드 교차점에는 임의성에 해당하는 N 차원 단위 구배 벡터가 있으며, 이는 노이즈 생성의 기초입니다.1 차원의 경우, 임의의 실제 값 세트입니다.
문서 제품 계산
후보 지점의 값을 계산할 때 먼저 포인트가있는 고유 한 그리드 셀을 찾은 다음 셀의 2N 모서리와 해당 그라디언트 벡터를 식별해야합니다.각 모서리에 대해, 후보 지점으로부터의 거리의 오프셋 벡터가 계산되므로, 그라디언트 벡터와 코너의 오프셋 벡터 사이의 도트 생성물을 얻을 수있다.
보간 계산
마지막 단계는이 2N Dot 제품을 보간하는 것입니다.이 프로세스는 계산을 위해 2N 그리드 노드에서 제로 우선 미분을 갖는 함수를 사용하여 각 노드의 출력이 그라디언트 벡터와 해당 노드의 오프셋 벡터 사이의 도트 생성물과 비슷합니다.
이 처리를 통해Perlin 노이즈의 생성은 더 이상 자연의 배열 구조에서 견고하게 보이지 않지만 더 많은 무작위성과 변화를 추가합니다.
펄린 소음의 복잡성
Perlin 노이즈의 계산 복잡성은 O (2n)이며, 치수가 증가함에 따라 빠르게 증가합니다.기술의 발전으로 단순 소음 및 OpenSimplex 노이즈와 같은 대안도 나타나서 유사한 효과의 생성에 더 나은 복잡성을 제공합니다.이러한 고급 알고리즘은 효율성이 향상되고 계산에서 발생하는 시각적 아티팩트를 줄입니다.
결론
Perlin 소음의 적용이 계속 확장됨에 따라 게임 개발자는 자연 환경을 더 나은 방식으로 시뮬레이션하여 아름답고 현실적인 지형을 만들 수 있습니다.생성 예술에 대한 이해를 더욱 심화시키려는 개발자에게는 Perlin 소음의 무한한 가능성을 탐구 할 수 있습니까?
