分享我所能理解的关于梯度噪声的一切

主要观点:

  • 介绍了梯度噪声(Perlin noise)及其在不同维度的实现,包括 1D、2D、3D 及 fractal Brownian Motion(fBm)等。
  • 详细讲解了各种噪声的生成方法,如通过哈希函数生成伪随机值,在不同维度中对梯度进行处理和插值等。
  • 讨论了数值和分析导数的获取方法及其在噪声处理中的应用,包括如何计算导数以及在处理过程中需要注意的问题。
  • 提及了一些拓展方向,如其他类型的噪声(OpenSimplex)、域扭曲(domain warping)以及更高维度的应用等。

关键信息:

  • 1D 中通过哈希函数生成随机值,将其视为梯度得到 1D 梯度噪声,线性插值可改为更平滑的五次插值。
  • 2D 中每个晶格点存储 2D 梯度向量,通过点积和双线性插值计算噪声值,介绍了生成 2D 单位向量的方法。
  • 3D 中进行三线性插值,随机单位向量分布在球面上,介绍了生成 3D 单位向量的方法。
  • fBm 通过叠加多个八度的噪声构建更精细的模式,介绍了其在 2D 和 3D 中的实现。
  • 数值导数可通过dFdxdFdy函数获取,分析导数需要结合噪声函数中的各种导数进行计算。

重要细节:

  • 哈希函数hash用于生成 32 位无符号整数的伪随机值,并通过u2f函数将其转换为归一化的浮点数。
  • 在不同维度的噪声计算中,如 2D 的bmix函数和 3D 的tmix函数,用于进行插值操作。
  • 导数在噪声处理中有多种应用,如用于插值颜色、计算光照、模拟侵蚀等,但在处理过程中需要注意遵循链式法则和乘积法则,正确传播缩放因子等。
  • 提到了一些拓展方向,如其他类型的噪声、域扭曲以及更高维度的应用,但未详细展开。
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