Smooth Voxel Terrain

Jako osobisty projekt staram się stworzyć generator terenu, który stworzy teren przypominający gładki teren Castle Story.

Jeśli jeszcze tego nie widziałeś, tutaj:

Jak widać, jest to kombinacja bloków i bloków „gładkich”.

To, co próbowałem zrobić, aby naśladować ten wygląd, to nadanie każdemu blokowi powierzchniowemu mini-mapy wysokości. To ogólnie działa, ale są pewne problemy, które dają taki teren:

Problem polega na tym, że każdy blok ma wymiary 1x1x1, ale czasami wysokość w danym miejscu jest ujemna lub> 1. W takim przypadku przycinam go i ustawiam wysokość na 0 lub 1.

Aby lepiej zilustrować, co mam na myśli, oto schemat:

Aby wygenerować wysokość, w zasadzie wykonuję:

genColumn(int x, int z)
{
    int highestBlockY = (int)noise2d(x, z);

    bool is_surface = true;

    for(int y = max_height - 1; y >= 0; y--)
    {
        Block b;

        if(is_surface)
        {
            b = Block.Grass;
            b.HasHeightMap = true;

            // generate heightmap
            for(int ix = 0; ix < 5; ix++)
            {
                for(int iz = 0; iz < 5; iz++)
                {
                    float heightHere = noise2d(x + ix / 4, z + iz / 4) - y;

                    // clip heights
                    if(heightHere > 1)
                        heightHere = 1;

                    if(heightHere < 0)
                        heightHere = 0;

                    b.HeightMap[ix][iz] = heightHere;
                }
            }

            is_surface = false;
        }
        else
        {
            b = Block.Dirt;
        }

        setBlock(x, y, z, b);
    }
}

Być może podchodzę do tego niepoprawnie, używając „prawdziwej” wartości hałasu perlina?

Każda pomoc byłaby bardzo mile widziana!

Castle Story wygląda tak z powodu ograniczeń technicznych: Gdyby istniała mapa wysokości dla każdego woksela w całej objętości, a nie tylko mapa wysokości dla każdego woksela powierzchni , koszt przechowywania byłby znacznie większy, rzędu O (n ^ 3 ), które mogą być wygórowane, w przeciwieństwie do bardziej korzystnego O (n ^ 2), gdzie n jest długością boku sześciennej przestrzeni wokselowej reprezentującej twój świat. Należy pamiętać, że informacje o mapach wysokości dla wokseli podziemnych są ukryte w strukturze siatki, więc informacje o mapach wysokości muszą być jawnie przechowywane tylko dla wokseli leżących na powierzchni. Więc chłopaki z Castle Story zastosowali wierzchołki do szczelin siatki, aby zaoszczędzić na kosztach przechowywania i złożoności konstrukcji siatki ... czytaj dalej.

Po pierwsze, spójrzmy na twoje opcje:

(1) sprawi, że będzie ci trudno, ponieważ w pojedynczej kolumnie wokseli potrzebujesz tylko informacji o mini-wysokości mapy dla najwyższego woksela - powróć do pierwszego akapitu, aby dowiedzieć się, dlaczego tak jest. Patrząc na (1), kolumna po prawej stronie zawiera informacje o mapie wysokości zarówno dla najwyższego, jak i drugiego od góry (i może to dotyczyć trzeciego od góry i tak dalej, jeśli nachylenie byłoby wystarczająco ekstremalne). To nie jest dobre.

(2) Jest to prawdopodobnie lepsza opcja; to znaczy, upewniając się, że wierzchołki narożników przyciągają się do szczelin siatki wokseli. Ale w jaki sposób rozwiązujemy problem skrajnego nachylenia? Cóż, musimy wybrać jakiś gradient, w którym po prostu przyciągamy do pionowej kolumny, a tym samym upewniamy się, że nie mamy gradientów, niż można przeciąć n najwyżej wokseli. Gradient 45 stopni jest naturalnym punktem odcięcia z powodów, które wyjaśniam poniżej. Zamiast (3) mielibyśmy (4):

(4) Rozwiązaniem jest przyciągnięcie wierzchołka narożnika wokseli do najbliższej szczeliny siatki. Efekt wizualny - ukośne aliasing - można zobaczyć na zrzucie ekranu Castle Story. Nachylenie odcięcia wokseli wynosi gradient 1: 1 lub 45 stopni (patrząc ortogonalnie). Pracując wstecz od rozwiązania, spójrzmy na przyczyny:

• Jedynym sposobem na uzyskanie nieprzerwanego, ekstremalnego nachylenia jest wydłużenie pionu woksela ...
• .... Ale żadna siatka woksela nie może przekroczyć obszaru ograniczającego, niezależnie od faktycznego wygładzonego kształtu; woksel musi siedzieć w określonej przestrzeni w siatce 3D, która odpowiada, jeśli nie jest to jego dokładna forma, to przynajmniej dla jego obwiedni wyrównanej do osi.

Innym powodem takiego podejścia jest to, że, jak już odkryłeś, brak przyciągania (dyskretyzacji) prowadzi do szeregu skomplikowanych geometrycznie scenariuszy wygładzania powierzchni, których najlepiej unikać w ogóle ... gry tego rodzaju na ogół nie wymagają stopień dokładności, jaki zapewniłby właściwy algorytm CSG, i to właśnie dlatego używamy wokseli przede wszystkim: woksele znacznie ułatwiają pracę przyrostową z objętościami, niż algorytmy przecinania wieloboków zmiennoprzecinkowych (ciągłych) .