Language
Country/Area
No result found
Làm thế nào để tạo ra một địa hình trò chơi thực tế như thiên nhiên với tiếng ồn Perlin?
Với sự phát triển của công nghệ trò chơi, các nhà phát triển trò chơi đang ngày càng theo đuổi các hiệu ứng môi trường gần hơn với thực tế.Và nhiễu Perlin, như một công cụ để tạo ra kết cấu ngoại hình tự nhiên, là một trong những chìa khóa để áp dụng nó cho việc này.Thuật toán này được phát triển bởi Ken Perlin vào năm 1983 không chỉ được sử dụng để tạo ra nhiều yếu tố tự nhiên, mà còn để tạo ra địa hình thực tế trong các trò chơi video.
Trong phát triển trò chơi hiện đại, các thuật toán nghiêm ngặt và hiệu quả là rất quan trọng để cải thiện trải nghiệm người dùng của trò chơi.Tiếng ồn Perlin là một thuật toán làm cho hình ảnh do máy tính tạo ra tự nhiên hơn.
Lịch sử tiếng ồn perlin
Tiếng ồn Perlin được sinh ra từ sự không hài lòng của Ken Perlin với sự xuất hiện của "tính toán máy" được hiển thị bởi hình ảnh do máy tính tạo ra (CGI) tại thời điểm đó.Ông chính thức giới thiệu ý tưởng này vào năm 1985, một bài báo có tựa đề "Bộ tổng hợp hình ảnh" tại Hội nghị Siggraph.Khi anh ta tạo ra Tron, anh ta hy vọng sẽ tạo ra nhiều hình ảnh động tự nhiên hơn, điều đó khiến anh ta phải đào sâu hơn vào tiếng ồn ngẫu nhiên.
Vào thời điểm đó, tiếng ồn Perlin chủ yếu thiếu môi trường ứng dụng khả thi.
Ứng dụng nhiễu Perlin
Tiếng ồn Perlin được sử dụng rộng rãi trong các hiệu ứng hình ảnh của truyền hình và phim ảnh, đặc biệt là khi tạo ra ngọn lửa, mây và kết cấu mặt đất và có thể mô phỏng thành công tính ngẫu nhiên của tự nhiên.Thông qua quá trình tạo lập trình, các nhà phát triển có thể tạo ra các vật liệu và kết cấu đa dạng xung quanh các biểu thức toán học cố định.Trong một môi trường mà bộ nhớ bị hạn chế, nhiễu Perlin cũng có thể tạo ra các hiệu ứng hình ảnh cần thiết một cách hiệu quả.
Đặc điểm của tiếng ồn này là khả năng kiểm soát, chức năng và tính ngẫu nhiên của nó, làm cho tiếng ồn của Perlin trở thành một lựa chọn lý tưởng trong phát triển trò chơi, đặc biệt là khi tạo địa hình do chương trình tạo ra.
Chi tiết thuật toán
Việc thực hiện nhiễu perlin thường được chia thành ba bước chính: xác định lưới của vectơ gradient ngẫu nhiên, tính toán sản phẩm DOT của nó và sau đó nội suy.Các bước này cho phép tiếng ồn được tạo ra để có được các đặc điểm rất đặc biệt.
Định nghĩa lưới
Trong không gian chiều N, xác định lưới và mỗi điểm giao nhau sẽ có vectơ gradient đơn vị N chiều tương ứng với tính ngẫu nhiên, là cơ sở để tạo nhiễu.Trong trường hợp một chiều, nó là một tập hợp các giá trị thực ngẫu nhiên.
Tính toán sản phẩm tài liệu
Khi tính toán giá trị của bất kỳ điểm ứng cử viên nào, trước tiên bạn phải tìm ra ô lưới duy nhất nơi đặt điểm, sau đó xác định các góc 2n của ô và vectơ gradient tương ứng của nó.Đối với mỗi góc, vectơ bù khoảng cách của nó từ điểm ứng cử viên được tính toán, để có thể thu được sản phẩm chấm giữa vectơ độ dốc và vectơ bù của góc.
Tính toán nội suy
Bước cuối cùng là nội suy các sản phẩm DOT 2N này.Quá trình này sử dụng một hàm với đạo hàm không đầu tiên ở các nút lưới 2N để tính toán, sao cho đầu ra của mỗi nút xấp xỉ sản phẩm chấm giữa vectơ gradient của nó và vectơ bù của nút đó.
Thông qua quá trình xử lý này, việc tạo ra nhiễu perlin không còn xuất hiện cứng nhắc trong cấu trúc sắp xếp của tự nhiên, nhưng thêm sự ngẫu nhiên và biến đổi hơn.
Độ phức tạp của nhiễu perlin
Độ phức tạp tính toán của nhiễu perlin là O (2N), tăng nhanh khi kích thước tăng.Với sự tiến bộ của công nghệ, các lựa chọn thay thế như tiếng ồn đơn giản và tiếng ồn openSimplex cũng đã xuất hiện, cung cấp độ phức tạp tốt hơn cho việc tạo ra các hiệu ứng tương tự.Các thuật toán tiên tiến này đã cải thiện hiệu quả và giảm các tạo tác thị giác xảy ra trong tính toán.
Kết luận
Khi việc áp dụng tiếng ồn Perlin tiếp tục mở rộng, các nhà phát triển trò chơi có thể mô phỏng môi trường tự nhiên theo cách tốt hơn, tạo ra một địa hình vừa đẹp vừa thực tế.Đối với các nhà phát triển muốn tiếp tục hiểu sâu hơn về nghệ thuật tổng quát, có thể khám phá những khả năng vô hạn của tiếng ồn Perlin truyền cảm hứng cho sự sáng tạo trong tương lai không?
