如何在无限映射增长时连续生成Perlin噪声？

Question

编辑:我最终使用了在这里找到的FastNoise库：https://github.com/Auburns/FastNoise，它包含了人们可能需要生成许多不同类型噪声的所有内容。正如标题可能暗示的那样，它也相当快！

我正在创建一个二维的，程序生成的世界。随着播放器的移动，我从光盘加载和卸载数据块。我使用元胞自动机函数来定义每个块中的本地瓦片是如何设计的，但我需要噪声(在本例中为Perlin)来定义在创建新块时每个块将是什么生物群类型。我理解如何在0和1之间转换小数来表示这一点，我唯一的问题是，我遵循的创建Perlin noise的教程要求您向其传递一个预定义的2d数组，并返回一个相同大小的noise数组。因为我的世界是动态增长的，所以我对如何使用固定大小的数组来指定新的块类型感到有点困惑。

我看到的其他答案并没有确切地涵盖如何处理噪声生成的无限部分。我最好的猜测是，我需要以某种方式生成或扩展每个新创建的块的噪声，尽管我如何做到这一点让我感到困惑。

下面是我从这里翻译成C#的一些代码：http://devmag.org.za/2009/04/25/perlin-noise/

诚然，这里的一些数学我还不完全理解，特别是位函数！

public class PerlinNoiseGenerator
    {
        public int OctaveCount { get; set; }
        public float Persistence { get; set; }


        public PerlinNoiseGenerator(int octaveCount, float persistence)
        {
            this.OctaveCount = octaveCount;
            this.Persistence = persistence;
        }

        public float[,] GenerateWhiteNoise(int width, int height)
        {
            float[,] noiseFieldToReturn = new float[width, height];
            for (int i = 0; i < width; i++)
            {
                for (int j = 0; j < height; j++)
                {
                    noiseFieldToReturn[i, j] = (float)Game1.Utility.RGenerator.NextDouble() % 1;
                }
            }
            return noiseFieldToReturn;
        }

        public float[,] SmoothNoiseField(float[,] whiteNoise, int octave)
        {
            int width = whiteNoise.GetLength(0);
            int height = whiteNoise.GetLength(1);
            float[,] smoothField = new float[width, height];

            int samplePeriod = 1 << octave;

            float sampleFrequency = 1.0f / samplePeriod;

            for(int i =0; i < width; i++)
            {
                int samplei0 = (i / samplePeriod) * samplePeriod;
                int samplei1 = (samplei0 + samplePeriod) % width;

                float horizontalBlend = (i - samplei0) * sampleFrequency;
                for(int j =0; j < height; j++)
                {
                    int samplej0 = (j/samplePeriod) * samplePeriod;
                    int samplej1 = (samplej0 + samplePeriod) % height;
                    float verticalBlend = (j - samplej0) * sampleFrequency;

                    float top = LinearInterpolate(whiteNoise[samplei0, samplej0],
                        whiteNoise[samplei1, samplej0], horizontalBlend);

                    float bottom = LinearInterpolate(whiteNoise[samplei0, samplej1],
                        whiteNoise[samplei1, samplej1], horizontalBlend);

                    smoothField[i, j] = LinearInterpolate(top, bottom, verticalBlend);
                }
            }

            return smoothField;
        }

        public float[,] GeneratePerlinNoise(float[,] baseNoise, int octaveCount)
        {
            int width = baseNoise.GetLength(0);
            int height = baseNoise.GetLength(1);

            float[][,] smoothNoise = new float[octaveCount][,];

            float persistance = .5f;

            for(int i =0; i < octaveCount;i++)
            {
                smoothNoise[i] = SmoothNoiseField(baseNoise, i);
            }
            float[,] perlinNoise = new float[width, height];
            float amplitude = 1f;
            float totalAmplitude = 0.0f;

            for(int octave = octaveCount - 1; octave > 0; octave-- )
            {
                amplitude *= persistance;
                totalAmplitude += amplitude;

                for(int i =0; i < width;i++)
                {
                    for(int j =0; j < height; j++)
                    {
                        perlinNoise[i, j] += smoothNoise[octave][i, j] * amplitude;
                    }
                }
            }

            for(int i =0; i < width; i++)
            {
                for(int j =0; j < height; j++)
                {
                    perlinNoise[i, j] /= totalAmplitude;
                }
            }
            return perlinNoise;
        }

        public float LinearInterpolate(float a, float b, float alpha)
        {
            return a * (1 - alpha) + alpha * b;
        }
    } 

这段代码应该编译并产生一个固定大小的噪声数组

Answer 1

您要确保的主要内容是起始随机噪声是伪随机的，因此您始终有一个坐标的“固定随机值”。

这可能是你不得不重写你的随机噪声发生器，使用坐标作为输入。我假设你的地图有一个随机的种子编号，所以你可以以这篇文章为起点，添加一个因子：A pseudo-random number generator based on 2 inputs

为了给您的地图制作提供一点灵感，我不久前写了这篇文章：https://steemit.com/map/@beeheap/create-a-fantasy-grid-map-in-excel

在您的评论之后添加:您需要更改的唯一函数是GenerateWhiteNoise函数。我不会说C#，但大体是这样的：

GenerateWhiteNoise(int x_start_coord, int y_start_coord, int random_seed) {
    int default_x_width = 100;
    int default_y_heigth = 50;
    float[,] noiseFieldToReturn = new float[width, height];

    for (in x = x_start_coord; i < default_x_width + x_start_coord; x++)
    {
        for (in y = y_start_coord; i < default_y_width + y_start_coord; y++)
        {
            noiseFieldToReturn[i, j] = (float)pseudo_rnd_value(x, y, random_seed);
        }
    }
    return noiseFieldToReturn;
}

这将为您提供构建地图瓦片所需的伪随机值，您唯一需要的就是玩家的坐标(x和y)。