手続き的に生成された巨大な「荒野」の世界

ドワーフ要塞のようなゲームはご存知だと思います-大規模で手続き型に生成された荒野と土地。この非常に有用な記事から取られたこのようなもの。

しかし、これをもっと大規模にどのように適用できるのか疑問に思っていました。Minecraftの規模が思い浮かびます（これは地球の表面の8倍の大きさではありませんか？）。擬似無限、最良の用語は次のとおりだと思います。

この記事では、フラクタルパーリンノイズについて説明しています。私はそれに関する専門家ではありませんが、一般的なアイデアを得ることができます（それは、ランダムなピクセル値だけでなく、ある程度コヒーレントなランダムに生成されたノイズの一種です）。

リージョンXごとにサイズを定義し、リージョンをロードするタイプのものを追加し、1ビットのノイズでリージョンを生成できます。しかし、これは膨大な量の島になります。

もう一方の極端な例では、パーリンノイズの超巨大シートを実際に生成できるとは思いません。そして、それはただ一つの大きな島になると思います。

Perlinノイズ、または何らかのノイズが何らかの方法で答えになると確信しています。つまり、地図は本当に見栄えがいいです。そして、アスキーをタイルに置き換えて、見栄えの良いものを手に入れることができます。

私はあなたが今何を求めているかをよく理解していると思います。

ノイズはランダムではありません-ランダムに見えますが、数式に完全に基づいており、繰り返し可能です。すべての情報は式にエンコードされます。これは、無限の領域を潜在的にカバーする数式を作成し、必要な領域の座標で数式を使用できることを意味します。隣接する領域が必要な場合、新しい座標で数式を再利用するだけで、数式は連続した値を生成するため、エリアはシームレスに結合されます。

高さの生成にperlinノイズの代わりに正弦波を使用し、X軸では世界を無限に想像しますが、Y軸とZ軸では1ユニットのみの単純な例を示します。

式は次のとおりです。 height(x,y) = sin(x/20)

ゲームが開始され、近くのエリアの高さが生成されます。（0,0）から（9,0）：

[0.0, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.34, 0.39, 0.43]

丘があり、右に向かって上昇しています。最後まで歩いて、（10,0から19,0）の値を生成する必要があるとします。

[0.48, 0.52, 0.56, 0.61, 0.64, 0.68, 0.72, 0.75, 0.78, 0.81]

丘が着実に上昇し続け、（10,0）の値が（9,0）の値から順調に続くことに注意してください。これは、正弦関数が連続的であるためです。つまり、基本的に、2つの隣接する数値を入力すると、2つの隣接する結果が出力されます（隣接の特定の定義に対して）。したがって、ワールド座標を使用して、ワールドを定義する関数のパラメーターとして使用すると、一度にどれだけ生成しても、または生成しても、一緒に収まる連続したランドスケープが得られます。新しいパーツを生成すると、高さがすでに事前に決定されているため、既存のパーツから自動的に流れ出します。

世界が変更されない場合、数式から特定のポイントの高さを正確に計算できるため、何も保存する必要さえありません。Minecraftのようなものでは、明らかに世界は完全に変形可能であるため、作成時に各チャンクを保存するだけです。隣接するチャンク間に高度のコヒーレンスがある場合（つまり、1つのブロックが草である場合、その隣のブロックも草である可能性が高い）、データを非常に効率的に圧縮できます-ランレングスエンコーディングが機能しますしかし、そうであれば、ほとんどすべての標準的な圧縮アルゴリズムがそうなります。

高さを最も明白な値として説明しましたが、同じシステムを使用して必要な特性を生成できます。連続的なプロパティを使用して、入力がワールド座標である数学関数を使用します。これにより、ランドマーク、鉱床、スポーンポイントなどの存在を自由に決定できます。（明らかに、ある式の値は別の式に影響する可能性があります-空中に石炭鉱床を配置するポイントがないため、世界の高さマップを生成し、地下から十分に離れているブロックの石炭の可能性のみを計算します）

私が何年も前に書いたこのチュートリアルは、あなたが望むもののようなものをあなたに与えるかもしれません：

最後のステップで島の修正を行うと、マップの端に到達しない単一の陸地に向かう傾向があります。

大きな島を作成するために、一度にすべてを生成する必要はありません。訪問するときに非同期にリージョンを構築します。

記事で説明されているようにマスクを使用して島を作成する代わりに、パーリンノイズオクターブ波長を使用して目的の外観を実現できます。通常、最初のオクターブは地形の一般的な形状を表します。それ以降のすべてのオクターブは、より細かい粒子の詳細を追加するだけです。したがって、最初のオクターブの波長で遊んで、陸塊の大きさを制御してください。陸地を中心に配置する場合は、中心から遠ざかるにつれて高さマップを小さくするだけでノイズを正規化できます。たとえば、これら2つを組み合わせて島を作成することを想像してください。

この記事は役立つはずです：http : //freespace.virgin.net/hugo.elias/models/m_perlin.htm

無限の3Dの世界や、ノイズの入出力で遊んで地形の外観を変更するために使用できるさまざまなトリックについて学びたい場合は、この記事をご覧ください：http : //http.developer.nvidia.com /GPUGems3/gpugems3_ch01.html

グラフィックパイプラインとシェーダープログラミングに精通していない場合、少し読みにくいかもしれません。

自動ワールド生成に関する便利なリンク：

http://pcg.wikidot.com/-手続き型コンテンツ生成

http://www-cs-students.stanford.edu/~amitp/gameprog.html#tiles-AmitのBuilding Worldsアルゴリズムセット

パーリンノイズと友人は良い出発点ですが、おそらくそれをさらに一歩進めたいと思うでしょう。一般的なノイズベースのジェネレーターのほとんどは、かなり面白くない結果をもたらします。地形を現実的にするために、侵食効果をエミュレートするアルゴリズムを見てみたいと思います。最先端のゲーム風の世界シミュレーターの1つであるDwarf Fortressは、世界を構築するステップの1つとして侵食シミュレーションを行います。

私が見たかなりクールな解決策の1つはから描画するための資源がたくさんありますので、インターネット上で利用できる他の多くのがありますがゲームプログラミングジェムズ7の「高度な粒子堆積」資料に記載された（例えば1または2） 。