使用Perlin噪声（基于瓦片）生成2D地形

Question

使用Perlin噪声（基于瓦片）生成2D地形

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我一直在研究Perlin噪声，因为我正在开发一个基于“2维侧视”的游戏（模拟应用）。我并不完全理解Perlin噪声是如何工作的，但大致了解。

我找到了这篇文章和代码Perlin Noise，决定试一下。目前我已经设置了世界生成方式，每个“块”有16x16个图块，当Y >= HEIGHT / 2时所有图块都是“实心”，否则是“空气”，这个方案可以正常工作。但地形非常平坦，正如你所想象的那样。这就是我认为Perlin噪声可以派上用场的地方，所以我使用了上述网站上找到的代码，但我并不确定该如何将噪声转换为实心/空气图块。

如你所见，这是非常不真实的地形： enter image description here

我更希望地形像下面这样（看起来像山和滚动山丘），我不关心边缘是否锐利（方形）： enter image description here

我不知道如何遍历图块数组来将噪声转换为上述地形。

目前，我正在像这样遍历图块数组（2D），但正如你从第一张图片中看到的那样，它只是随机确定图块是实心还是空气，并没有创建任何滚动山丘或山脉。

for(int Y = 0;Y < HEIGHT;++Y) {
    for(int X = 0;X < WIDTH;++X) {
        Tile Tile;
        if(noise(X,Y) < 0) {
            Tile.Type = BLOCK;
        } else {
            Tile.Type = Air;
        }

        // Then I push the Tile on to a vector

我还应该提到，在这个16x16的“块”的右侧，还有另一个需要与之匹配的块，接下来的下一个块也是如此。块不应与以前的块相同，只需使其看起来不像是单独的块即可，如果这样说有意义的话。

非常感谢您的帮助！谢谢

更新

我已经将我的perlin函数更改为这个，并实现了phresnel建议的内容：

    PerlinNoise *test=new PerlinNoise(0.25, 6);    //0.25 is Persistance 6 is Octaves

        float f,h;
        float seed = 804.343;

        for (int X=0; X!=MAP_WIDTH; ++X) {

            f = test->GetNoise((X * ChunkX) * seed);

            h = f * MAP_HEIGHT + (MAP_HEIGHT / 2);

            for (int y=0; y<h; ++y) {
                Tile tempTile;
                tempTile.Tile = TILE_NONE;
                Tiles[X][y] = tempTile;
            }
            for (int y=h; y<MAP_HEIGHT; ++y) {
                Tile tempTile;
                tempTile.TileID = TILE_BLOCK;
                Tiles[X][y] = tempTile;
            }
        }

做完这些之后，它看起来好多了。对于每个噪声，我使用 X * ChunkX ，否则每个区块都会是相同的，现在看起来像下面这样： enter image description here

如您所见，地形比以前更接近我的要求，但仍不太像真实的地形，因为它不够平滑。是否有办法使其整体外观更加平滑，以创建“起伏的山丘”和“平原”？

我删除了噪声值下方的图块创建，因此更容易看到范围。 enter image description here

如您所见，看起来还可以，只需要将值“平滑”掉，使其不像伪随机值。我还想知道为什么左侧的第一个块始终具有相同的值。

谢谢。

- Elgoog

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Sebastian Mach · Accepted Answer

你的结果很好，因为你有岛屿、大陆、池塘和海洋。Perlin噪声帮助你生成非随机角色的随机地形。

基本上，你将噪声函数的（数学上）无限分辨率减少到仅两个不同图块的离散集合，加上非常有限的块分辨率。鉴于此，你的结果似乎很好。

不同的方法可以改善你的结果。例如，在你的图块图形之间进行lerp：

// Exemplary p-code, fine-tuning required
Color color_at (x, y) {
    Real u = x / width, v = y / height
    Real  f  = min (max(noise(u,v), 0), 1);
    Color c  = water*f + hill*(1-f);
    return c;
}

你可以将lerp函数推广到任何瓷砖数量。

另一种锐利边缘的可能性是受 Voronoi diagrams启发⁽¹⁾。你使用与上面相同的函数，但不是插值，而是选择最接近噪声值的瓷砖：

Color color_at (x, y) {
    Real u = x / width, v = y / height
    Real  f  = min (max(noise(u,v), 0), 1);
    if (f<0.5) return water;
    else return hill;
}

这与你的方法相同，只不过是按像素进行操作。同样地，这种方法可以泛化应用。

一旦你建立了一个好的设置，就可以使用噪声来实现各种功能：植物/树木分布、敌人分布、动画（这将是一维噪声函数）等。

针对您的评论进行编辑：

连续的一维地形：

如果您需要像经典的2D跳跃游戏中的侧视图，可以考虑使用一维噪声函数。从0迭代到图像宽度，在每个停止点取噪声函数的一个样本f，将f转换为屏幕空间，那么屏幕上方的每个像素都将成为天空的一部分，下方的每个像素都将来自您的瓷砖：

for (int x=0; x!=width; ++x) {

    // Get noise value:
    f = noise1d (x/width);
    h = f * height + (height/2);  // scale and center at screen-center

    // Select tile:
    Tile *tile;
    if (h < waterLimit) {
        h    = waterLimit;
        tile = waterTile;
    } else {
        tile = terrainTile;
    }

    // Draw vertical line:
    for (int y=0; y<h; ++y)
        setPixel (x, y, skyColor(x,y));
    for (int y=h; y<height; ++y)
        setPixel (x, y, tileColor(x,y, tile));
}

再次，示例伪代码。

您当前设置中的完整二维级别：

噪声函数非常灵活。如果您想要更少的蓝色和更多的绿色，只需降低常数项，即将if(h < 0) -> blue改为if(h < -0.25) -> blue。

^{1: 我从未尝试过这种方法，因为我对3D地形渲染（picogen.org）很感兴趣。}