(相关资料图)

序言

之前介绍过perlin噪声的实现，现在应用实践一下——程序化生成幻想大陆这里使用的是perlin噪声倍频技术（也称分形噪声），详情传送门：柏林噪声算法代码示例使用的是shadertoy的语法规则，shandertoy传送门：ShaderToy

示例

#define amp 1.9#define fre 1.#define oct 5.#define laun 2.#define pers 0.8#define zoom 5.#define edge 1.0#define delta_edge .2#define snow        vec3(.9, .9, .9)#define mountains   vec3(.4, .4, .2)#define hills       vec3(.6, .6, .1)#define plain       vec3(.1, .8, .2)#define beach       vec3(.8, .8, .1)#define shallow_sea vec3(.1, .1, .9)#define deep_sea    vec3(.1, .1, .6)#define v_snow =       .95#define v_mountains    .90#define v_hills        .80#define v_plain        .70#define v_beach        .55#define v_shallow_sea  .50#define v_deep_sea     .30float rand(vec2 p){    return fract(sin(dot(p ,vec2(12.9898,78.233))) * 43758.5453);}float noise(vec2 x){    vec2 i = floor(x);    vec2 f = fract(x);    float a = rand(i);    float b = rand(i + vec2(1.0, 0.0));    float c = rand(i + vec2(0.0, 1.0));    float d = rand(i + vec2(1.0, 1.0));    vec2 u = f * f * f * (f * (f * 6. - 15.) + 10.);    float x1 = mix(a,b,u.x);    float x2 = mix(c,d,u.x);    return mix(x1,x2,u.y);}void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord ){vec2 uv = (fragCoord.xy-0.5 * iResolution.xy) / iResolution.y;     vec2 u = fragCoord.xy / iResolution.xy;     float d = min(min(u.x, edge - u.x), min(u.y, edge - u.y));    float dw = smoothstep(0.0, delta_edge, d);        float val = .0;    uv *= zoom;        for(float i = 0.; i < oct; i++)    {        float a = amp * pow(pers, i);        float f = fre * pow(laun, i);        val += a * noise(uv * f) / oct;    }        val *= dw;        vec3 col = vec3(0.);    if (val < v_deep_sea)        col = deep_sea;            if (val >= v_deep_sea && val < v_shallow_sea)        col = shallow_sea;            if (val >= v_shallow_sea && val < v_beach)        col = beach;            if (val >= v_beach && val < v_plain)        col = plain;            if (val >= v_plain && val < v_hills )        col = hills ;            if (val >= v_hills && val < v_mountains)        col = mountains;            if (val >= v_mountains)        col = snow;            fragColor = vec4(col, 0.);}

思路生成地形轮廓

地形轮廓的生成主要依靠噪声，来看倍频相关代码（for迭代那部分）相关参数主要参数

frequency 频率amplitude 振幅octave 八度，即迭代次数

相信相关三角函数都学过，就不赘述了辅助参数

lacunarity 隙度，修饰频率，使得频率随每个八度以指数增长persistent 持久度，与隙度类似

使用上述代码的参数，随着迭代，每次迭代叠加的细节越来越多（频率更高），但影响越来越小（振幅更小），具象一点的比喻就像：第一次迭代产生山峰的轮廓，第二次迭代产生山峰上巨石的轮廓，第三次迭代产生小石头等的轮廓...

雕刻大陆

经过第一步我们的每一个uv都可以得到一个噪声值，因为噪声值是连续的，可以定义连续的区间为某个地形，这样产生的地形也一定是连续的。比如我把[-∞，0.5）区间定义为海洋，[0.5, 0.55)定义为沙滩等，如代码那一堆地形相关的define。接下来就是不断调整参数，使其参数在合理的区间变化（合理是指生成的大陆符合你的逻辑或审美），由于参数较多且关联，虽然在一定区间内有些规律可循，还是有点难以预料，我称之为——赛博炼丹。

大陆边缘处理

我们生成的是一片完整的大陆，边缘当然得是海！让生成的噪声乘以一个权重，改该权重在图片边缘部分的一个区间内递减，这里是delta_edge = 0.2的边缘区间，如上述代码d和dw的计算。

附录简化版perlin噪声

float rand(vec2 p){    return fract(sin(dot(p ,vec2(12.9898,78.233))) * 43758.5453);}float noise(vec2 x){    vec2 i = floor(x);    vec2 f = fract(x);    float a = rand(i);    float b = rand(i + vec2(1.0, 0.0));    float c = rand(i + vec2(0.0, 1.0));    float d = rand(i + vec2(1.0, 1.0));    vec2 u = f * f * f * (f * (f * 6. - 15.) + 10.);    float x1 = mix(a,b,u.x);    float x2 = mix(c,d,u.x);    return mix(x1,x2,u.y);}void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord ){vec2 uv = (fragCoord.xy-0.5 * iResolution.xy) / iResolution.y;     uv *= 4.;    float val = noise(uv.xy) ;    fragColor = vec4(val);}

分形噪声

#define amp 1.9#define fre 1.#define oct 5.#define laun 2.#define pers 0.8#define zoom 5.float rand(vec2 p){    return fract(sin(dot(p ,vec2(12.9898,78.233))) * 43758.5453);}float noise(vec2 x){    vec2 i = floor(x);    vec2 f = fract(x);    float a = rand(i);    float b = rand(i + vec2(1.0, 0.0));    float c = rand(i + vec2(0.0, 1.0));    float d = rand(i + vec2(1.0, 1.0));    vec2 u = f * f * f * (f * (f * 6. - 15.) + 10.);    float x1 = mix(a,b,u.x);    float x2 = mix(c,d,u.x);    return mix(x1,x2,u.y);}void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord ){vec2 uv = (fragCoord.xy-0.5 * iResolution.xy) / iResolution.y;         float val = .0;    uv *= zoom;        for(float i = 0.; i < oct; i++)    {        float a = amp * pow(pers, i);        float f = fre * pow(laun, i);        val += a * noise(uv * f) / oct;    }        vec3 col = vec3(val);    fragColor = vec4(col, 0.);}

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