ATI显卡上实现GLSL三维噪声

Question

我尝试了很多不同的策略来得到可用的噪声函数，但都没有成功。那么，在ATI显卡上如何在GLSL中实现Perlin噪声呢？

这里是我尝试过的方法： 我试着将置换和梯度数据放入一个GL_RGBA 1D纹理中，并调用texture1D函数。然而，对此噪声实现的一次调用会导致12个纹理调用，从而降低帧率。

我试着将置换和梯度数据上传到一个uniform vec4数组中，但编译器不允许我在数组中获取一个元素，除非索引是常量。例如：

int i = 10;
vec4 a = noise_data[i];

将会产生编译错误:

错误: 0:43: 当使用临时数组间接索引时不支持。

这意味着我只能像这样检索数据:

vec4 a = noise_data[10];

我曾尝试将数组直接编程到着色器中，但是我遇到了相同的索引问题。听说NVIDIA显卡实际上允许这种方法，但ATI不允许。

我尝试创建一个函数，根据输入索引返回特定的硬编码数据点，但该函数被调用12次并具有64个if语句，导致链接时间无法忍受。

ATI不支持glsl的“内置”噪声函数，而且我不能预先计算噪声并将其导入为纹理，因为我正在处理分形。这意味着我需要在运行时计算噪声的无限精度。

所以总体问题是...

如何解决？

- Ned Bingham

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哎？你不能在ATI上使用非常量索引访问uniform数组？听起来很奇怪。GLSL规范明确提到这是允许的。来自GLSL 1.50规范：“.. 使用大于或等于数组大小或小于0的非常量表达式索引数组会导致未定义的行为。[..]所有基本类型和结构都可以组成数组。” - Mads Elvheim

我在做更多的研究时发现了这一点。我正在运行glew 1.5.5和最新版本的OpenGL，但我认为ATI驱动程序落后了。 - Ned Bingham

由于我使用的是Linux系统，我安装的是最新版本的freeglut3。 - Ned Bingham

Answer 1

在github上有一个与GLSL噪声函数相关的项目。它包含了2D、3D和4D的“经典”和较新的噪声函数。（项目链接）

IOS中已经实现了noise函数。

- bobobobo

Answer 2

为了更好地分配随机值，我建议阅读以下这些非常好的文章：

1. GLSL中的伪随机数生成器
2. Lumina噪声GLSL教程

祝你玩得开心！

- Agnius Vasiliauskas

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嘿，这很酷！生成随机数时非常棒，但是噪声的正常值怎么样？基本上，导数呢？ - Ned Bingham

Answer 3

noise() 因未被实现而广为人知...

自己动手实现：

int c;
int Xn;
srand(int x, int y, int width){// in pixel
    c = x+y*width;
};

int rand(){
    Xn = (a*Xn+c)%m;
    return Xn;
}

关于a和m的值，请参见wikipedia

虽然不是完美的，但通常已经足够好了。

- Calvin1602

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我喜欢这个答案的样子。给我时间来实现它。 - Ned Bingham

如果您发现像素之间存在太多的视觉相关性，请尝试更复杂的方法来初始化c。也许c = x + y * width; c = rand();。选择a和m也可能会产生很大的差异。 - Calvin1602

Answer 4

这个 SimpleX 噪声的东西可能会满足你的需求。

- genpfault

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我已经浏览了那个网站。他们对于经典噪声的实现也涉及到12个纹理查找，而他们对于simplex噪声的实现则需要8次纹理查找。8次相对来说好一些，但是仍然会极大地降低帧率。我也看过这个网站: http://www.gamedev.net/community/forums/topic.asp?topic_id=538517 这让我尝试了数组策略。 - Ned Bingham

顺便说一下，它是“simplex”，类似于三角形和四面体的n维几何图形。 - jheriko

Answer 5

尝试在您的着色器顶部添加＃version 150。

- The Fiddler

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我收到了以下信息： 片段着色器编译失败，出现以下错误： ERROR: 0:1: '' : GL2不支持版本号 ERROR: 编译错误。没有生成代码。因为我正在Linux上尝试这个，所以我被困在ATI的fglrx中以获得OpenGL支持。该驱动程序仅支持以下版本：状态：使用OpenGL 2.1.8087版 状态：使用GLSL 1.20现在，我正在将我的开发环境移植到Windows机器 :( 它也有一个ATI显卡，但是该驱动程序支持最新版本的OpenGL和GLSL。我仍然对1.5之前的答案感兴趣。 - Ned Bingham

要使用GLSL版本1.50，您需要一个OpenGL 3.2上下文。无论如何，这对他的问题并不重要。变量索引一直允许用于数组。这是AMD的错。 - Mads Elvheim