javascript - 如何使用体素和柏林噪声制作 3D 地形

Question

我读过很多关于这个概念的教程，但我觉得它们都没有深入探讨如何做到这一点。我已经知道 3D 编程(光栅化、投影矩阵等)、光线转换(使用欧几里得几何和矢量)和光线追踪如何工作，我只需要知道如何使用柏林噪声生成和渲染体素景观。另外，我知道 map 是用二维数组创建的，但数组的每个元素是否代表体素的每个垂直列，或者只是 map 上的一个广义点(如山峰或山顶)。提前感谢您的回答!

Answer 1

我不知道你在追求什么。您是否正在寻找像任何视频游戏一样的基本地形映射，或者您是否正在寻找像 Minecraft 体素这样的“体素”？像《我的世界》这样的游戏使用 3d Perlin 噪声，而不是您所相信的 2-d。 3 维噪声有助于在地下生成洞穴和洞穴。如果您只是谈论高度图，那么它们的工作方式是，是的，二维平面上的“颜色”或值代表网格点的高度。二维噪声图上的暗点通常是山谷，亮点是山脉或任何您想要的东西。

这里有一个关于实现 3-d Perlin 噪声的重要资料，它对我理解它有很大帮助。如果您没有多变量计算，您可能会对此感到更加困惑，但从您正在谈论的其他内容来看，这对您来说应该是轻而易举的事情。我可能能够做到，但是如果我尝试对视锥体进行编程，我会出很多汗:http://staffwww.itn.liu.se/~stegu/simplexnoise/simplexnoise.pdf

这是一段精彩的视频，讲述了某人在空间中绘制 3d 单纯形噪声的情况:https://www.youtube.com/watch?v=GTAqjyG2oOc

Perlin 和 Simplex(由同一个人制作)都建立了一种算法，您可以在其中对坐标处的值进行采样。然后，您可以将这些值用于您想要的任何用途，它们的潜力确实是多种多样的。从生成地形到轻松平铺的纹理，再到云或从愚蠢的挖掘和放置 block 游戏中赚取数百万美元。

这是我对 3-d Perlin 噪声的第一次测试。我用它对球体表面所有位置的 3 维噪声密度进行采样。由于球体抽象地“放置在 3 维云中”，因此对球体表面上的云值进行采样会产生完美平铺且未拉伸(stretch)的球体噪声图:http://imageshack.com/a/img908/4101/75e2a4.png

这里有一个关于如何使用 3 维噪声和 2 维噪声的示例。 3 维噪声用于在球体上创建无缝纹理，然后球体上的纹理用于为绘制得非常糟糕的行星生成高度和颜色贴图(这只是对噪声的测试，而不是其他东西)待使用)。

无论如何，我不知道你的意思是“体素”，就像生成类似我的世界的内容一样，还是仅仅指数学意义上的体素。对于标准游戏中的一般地形生成，您不必在泥土中挖掘方 block ，通常会实现 2d 噪声，类似于我的星球使用从 3-d 生成的 2-d 纹理的方式噪音。它只是将地形网格的高度映射到二维平面。为了获得更精细的细节，法线贴图和凹凸贴图通过在平坦的表面上渲染阴影来在底层网格中创建变形的错觉。

编辑:我很困惑你的意思是“我知道体素存储在二维数组中”......如果你的意思是 map 上的顶点，那么，这是有道理的，因为你有 x 索引数组、数组的 y 索引和 z(高度)的值索引。我见过的大多数地形在地形网格上的 z 坐标绝对没有倾斜。这就是为什么在像《魔兽世界》这样的老游戏中，有时你会在山的侧面​​看到令人讨厌的拉伸(stretch)纹理: http://img90.imageshack.us/img90/7000/155n.jpg网格的表面已被拉伸(stretch)，因为为了方便起见，“z”值的 x 和 y 被固定(我假设为整数)。