关于云纹理和Perlin Noise

最新推荐文章于 2025-01-13 11:20:47 发布

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原文链接：http://www.cnblogs.com/ttthink/archive/2009/10/02/1577367.html

本文介绍如何使用Perlin Noise算法生成平滑随机数及云纹理。Perlin Noise通过控制频率与振幅来实现不同尺度的细节，适用于游戏开发中的自然景观模拟。

前几天看到一本《DirectX特效开发》的书，翻了几页发现了关于一些Perlin Noise和云纹理的生成。自己做了一下，搞到现在终于弄出个比较像Perlin Noise的噪音图。
　　Perlin Noise主要目标是生成一个比较平滑的随机数，如果是纹理图，那么U,V方向的各个纹素应该较为平滑，不能太过剧烈的变化。
　　频率：波长的倒数，这里是指距上一次随机点多远取一个随机数。也就是两个随机数之间的宽度的倒数。频率越高说明波长越短，也就有更多的锯齿。
　　振幅：波的高度，这里也就是随机数产生的范围，振幅越大，范围越大。
　　
　　实质：首先我们要一个大体轮廓，然后轮廓是大体平滑的有些凸起的地方(振幅大，频率低)，然后在其中平滑的地方再次添加轮廓(振幅比上次小，频率比上次高，添加细节)，然后再继续，当然可以无限划分，不过我们一般使用在10次以内。这就是所谓的分形，比如一座山，远远望去你可以看到轮廓，走近点，还有凹凸，如果有显微镜，还可以看到更小的尺寸也是不平整的，柏林噪音就模拟了这些东西，也包括云。

inline float Noise2D( int x, int y)
{
     int n = x + y * 57 ;
    n = (n << 13 ) ^ n;
     return ( 1.0f - ((n * (n * (n * n * 15731 + 789221 ) + 1376312589 ) & 0x7fffffff ) / 1073741824.0f ));
}

这是一个随机数种子，产生[-1,+1]范围内的随机数，对应于颜色为[0,255]
对于我们的纹理，振幅大也就相当于0~255，不过当然要稍微设置得小一点。那么频率呢，假设第一张纹理图为16X16.那么相当于U方向取样16个随机点，对于32X32那么相当于U方向取样32个随机点，因此，频率增大了一倍。当然，频率大的只是为了增加更小尺寸的细节轮廓，因此增幅就不能超过16x16的范围了，一般为前者的0.5倍。这就是通常所说的“ 倍频层”，依次类推。至于随机点的插值运算，我们就直接交给显卡了，使用纹理的双线性插值法。当然，频率越高需要插值的次数越少，极端一点，频率无限大那么就是连续函数了。而频率越大则纹理的尺寸越大32x32 映射到512X512的屏幕上自然要比16x16插值的次数少。
将每张纹理渲染到使用线性插值渲染到RenderTarget后，再将RenderTarge的纹理进行复合再渲染就行了。