Language
Country/Area
No result found
Please try again with a different
query
"Never
Stop
Questioning"
Знаете ли вы, что Кен Перлин получил «Оскар» за изобретение шума Перлина?
<р>
В 1983 году Кен Перлин изобрел особый тип шума, названный шумом Перлина. Этот тип шума широко применяется в компьютерной графике, особенно при создании естественных сцен и анимации, где он может эффективно способствовать созданию реалистичных физических эффектов. Шум Перлина можно использовать для генерации рельефа, внесения псевдослучайных изменений в переменные и обновления текстур изображений. В этой статье мы рассмотрим историю вопроса, применение и важность шума Перлина.
История
<р> Вдохновением для создания этого произведения Кен Перлин послужило его разочарование в механистичности компьютерной графики (CGI) того времени. В 1985 году на конференции SIGGRAPH он официально опубликовал статью под названием «Синтезатор изображений», в которой подробно описал шум Перлина. Его развитие отчасти было вдохновлено его работой над компьютерным анимационным научно-фантастическим фильмом Disney 1982 года «Трон». После разработки своей техники Перлин в 1997 году получил премию «Оскар» за вклад в искусство создания естественно выглядящих текстур на компьютерных поверхностях.«С появлением шума Перлина художники компьютерной графики смогли более реалистично представлять сложность природных явлений».
Цель
<р> Шум Перлина — это процедурный элемент текстуры, который используется как градиентный шум, постепенно повышающий реалистичность компьютерной графики. Хотя эта особенность имеет псевдослучайный характер, все видимые детали имеют постоянный размер. Это свойство делает его очень контролируемым в работе; художники могут включать несколько масштабированных копий шума Перлина в математические выражения для создания широкого спектра процедурных текстур. Синтетические текстуры, созданные с использованием шума Перлина, часто используются в CGI, чтобы сделать визуальные элементы, созданные на компьютере, такие как поверхности, огонь, дым или облака, более естественными.Подробности алгоритма
<р> Шум Перлина обычно реализуется в двух, трех или четырех измерениях, но на самом деле может быть определен в любом измерении. Реализация обычно включает три этапа: определение сетки случайных векторов градиента, вычисление скалярного произведения векторов градиента с их смещениями и интерполяция между этими значениями.Определение сетки
<р> Определите n-мерную сетку, где каждое пересечение сетки связано со случайным n-мерным вектором градиента единичной длины. Такая рандомизация помогает создать эффект естественной текстуры.Скалярное произведение
<р> Чтобы вычислить значение любой точки-кандидата, мы сначала находим уникальную ячейку сетки, где расположена точка, затем определяем 2^n углов ячейки и связанные с ними векторы градиента, а затем вычисляем вектор смещения для каждого угла и вычисляем Вектор градиента для каждого угла. Скалярное произведение вектора градиента в каждом углу вычисляется с вектором смещения. Влияние каждого угла сетки увеличивается с расстоянием, а это значит, что операция нормализации вектора смещения может вносить существенные резкие изменения, поэтому более важно учитывать расстояние на этапе интерполяции.Интерполяция
<р> Последний шаг — интерполяция этих скалярных произведений. Это делается с помощью функции, которая имеет нулевые производные первого порядка в 2^n узлах сетки, поэтому вблизи каждого узла сетки выходные данные будут приближаться к скалярному произведению вектора градиента узла и вектора смещения.Сложность <р> Для каждой оценки функции шума необходимо вычислить скалярное произведение положения и вектора градиента в каждом узле, содержащем ячейку сетки. Таким образом, сложность шума Перлина составляет O(2^n) по мере увеличения размерности и расширения контекста. Хотя шум Перлина по-прежнему используется в вычислениях, появились новые альтернативы, такие как Simple Noise и OpenSimplex Noise, которые обеспечивают схожие результаты с повышенной вычислительной эффективностью. <р> Изобретение шума Перлина не только изменило способ создания визуальных эффектов, но и продолжает влиять на наше понимание компьютерной графики. Каким образом в будущем технологии еще больше расширят наши возможности по воссозданию природных явлений в цифровом мире?«Шум Перлина характеризуется тем, что он проходит через 0 в каждом узле, что придает ему характерный вид».
Trending Knowledge
Удивительный секрет шума Перлина: как он решает проблему «механического ощущения» компьютерной графики?
В истории компьютерной генерации изображений изобретение шума Перлина можно назвать преобразующим моментом. Представленный Кеном Перлином в 1983 году, дизайн этого градиентного шума возник из-за его г
Шум Перлина: почему он делает компьютерную графику такой реалистичной?
Шум Перлина широко используется при создании компьютерных изображений с момента его введения Кеном Перлином в 1983 году. Будь то процедурная генерация рельефа, добавление псевдослучайных вариаций к пе
Как создать игровой местность, такой же реалистичный, как природа с Перлин Шум?
С разработкой игровых технологий разработчики игр все чаще преследуют экологические эффекты ближе к реальности.А шум, как инструмент для создания естественного внешнего вида, является одним из ключей